惯性系统(INS)已广泛应用于国防及航空航天等领域。光纤陀螺(FOG)是光纤传感领域最重要的成就之一，它是以Sagnac效应为理论基础的新一代角速率传感器，其优良的性能及价格的优势决定了光纤陀螺捷联惯导系统将成为主要的惯导系统。捷联惯导系统的导航精度主要取决于惯性器件的误差。本文从工程实用的角度出发，对光纤陀螺的系统数学模型、温度特性所造成的误差及其本身的随机漂移进行研究，使得其工程实用性得到进一步的提高。　　 首先介绍了光纤陀螺的工作原理、组成结构及信号检测原理，通过实验测试，查看单个光路元器件在全温范围内的工作情况，并讨论了光纤陀螺几个重要的性能指标。　　 建立系统数学模型是分析光纤陀螺性能影响因素的有效手段，通过建立光纤陀螺各主要光路元器件的琼斯矩阵，并使用相干矩阵建立系统输入输出模型，继而采用分立方法分析各元器件性能不佳对系统性能的影响。　　 由实验测试结果可知光纤陀螺受温度影响非常显著。本文提出光纤陀螺温度效应应分为静态温度效应和动态温度效应，在稳定温度场下启动的初始阶段主要受静态特性的影响，而启动后由于内部温度场的变化，此时主要受动态特性的影响。通过制定详细的实验方案测试光纤陀螺静态特性，由测试结果得出一个重要的结论：标度因数和零偏在稳定温度场下与静态温度点呈近似线性的关系。通过建立相关模型，可使测试精度不会随温度的改变而产生较大的变化，从而改善光纤陀螺的启动性能。由理论分析可知，光纤陀螺受温度梯度影响较大，实验表明，中高精度光纤陀螺受其影响尤为严重。通过测试光纤陀螺在同一温度下启动后两个小时的零偏输出，并与温度梯度数据进行建立合适模型，使之尽可能消除动态温度特性所造成的趋势项。补偿结果显示零偏均值基本未发生改变，而输出序列明显平稳。本文对温度效应的研究结果具有较强的工程实用性，但还需更深入的研究。　　 除了标度因数和零偏，零漂也是决定陀螺精度的一个重要性能指标。通过数学统计分析，得出光纤陀螺的零偏输出序列呈弱相关性的特点，因此不能按照偏自相关函数定阶方法进行模型识别及定阶，继而采用AIC准则及Yule-Walk法确定时间序列模型的阶数及系数，将求得的模型作为卡尔曼滤波器的状态方程。设定卡尔曼初值后进行滤波，仿真结果显示，AR模型和ARMA模型均适合用作光纤陀螺随机漂移数学模型，ARMA模型更佳。　　 时间序列模型及卡尔曼滤波的方案虽可有效减小随机漂移，但考虑迭代程序的运行时间可能会导致滤波时间的延迟，因此考虑采用纯时间序列模型进行滤波，包括自回归模型和非线性自回归模型。通过建模及滤波，仿真结果显示，两种模型滤波效果基本相同，均可使零漂改善一个数量级，同时计算复杂度得到大幅度降低，都具有较强的应用价值。