为提高中远程弹道导弹的打击精度及费效比，就必须拥有高性能、低成本的捷联惯性导航系统。在这方面，激光陀螺捷联惯性导航系统表现出独有的优势，能够满足未来战争对惯性导航系统提出的高要求。目前，对于工作在振动环境下的激光陀螺捷联惯性导航系统，国内所开展的研究工作尚显不足，激光陀螺的原理性优势没有充分发挥。本文从误差模型、标定补偿技术、振动误差等方面出发，旨在研究提高激光陀螺捷联惯性导航系统在振动环境下精度的方法。首先，介绍了捷联惯性导航的基本原理，推导了系统的导航误差方程，通过仿真研究了线振动环境下惯性器件误差引起导航误差的传播特性，并同静基座条件下的误差传播特性进行比较，着重分析了加速度计二次项误差对导航精度的影响。其次，建立了包括加速度计二次项误差的惯性器件误差模型，为避免误差参数之间的耦合，对载体坐标系进行了约束。根据惯性器件误差模型及导航误差方程，建立了系统的31阶误差模型，仿真表明所建误差模型精度较传统误差模型提高1个数量级。再次，针对工作在振动环境下的激光陀螺捷联惯性导航系统，设计了一种包括加速度计二次项误差的33阶闭环卡尔曼滤波误差参数标定模型，利用PWCS可观测性分析理论及基于奇异值分解的可观测度分析理论对18次旋转的位置编排方式进行了可观测性分析，通过仿真证明了所提出的系统级标定方法的有效性，该方法标定误差参数多，标定精度达到导航级系统要求，适合现场标定。最后，通过一系列振动实验对系统的动力学特性进行了分析，实验表明虽然减振器能够有效隔离对系统影响大的高频振动成分，但是由于减振器谐振的影响，在100Hz以下对振动有一定程度的放大，这部分振动会引入圆锥漂移。为减小圆锥漂移的影响，对圆锥补偿算法进行仿真和实验研究，实验表明通过合理的圆锥补偿可以有效减小圆锥漂移，提高系统在振动环境下的精度。