惯性导航是一种自主导航方式,可以不依赖于任何外部信息支持而独立的完成导航任务,在军用与民用领域都有着广泛应用。加速度计与陀螺仪是惯性导航的核心器件。本文在对比分析了传统加速度计的优缺点基础上,针对基于双光纤光阱的光力加速度传感系统展开了初步的理论与实验研究。简单回顾了惯性导航技术的发展历程,比较了不同种类加速度计的原理和优缺点,重点分析了光力加速度传感技术的原理优势与前沿进展,指出了其高精度、小型化的发展潜力。简要介绍了光阱的基本概念,梳理总结了光阱力的常用计算方法,总结分析了光阱刚度的标定方法。详细介绍了光力加速度传感系统的基本结构,理论分析了测量带宽与分辨率,研究了加速度传感系统几种主要的噪声来源,在此基础上,分析了微球半径、密度、光阱刚度等参数对分辨率的影响,并对各参数进行了优化设计。针对液态光阱环境下微球快速装载的问题,设计并测试了具备自装载功能的双光纤光阱芯片。针对气态光阱环境下微球快速装载问题,提出了基于压电陶瓷的振动起支技术,分析了微球与起支板之间的粘附力构成和影响规律,研究了微球速度、加速度对起支捕获的影响,最终将振动起支技术与自装载双光纤光阱芯片结合,实现了空气中微球的快速装载。较为系统地总结了微球位移测量的常用方法与研究进展,比较了不同方法的优缺点。介绍了基于图像处理进行位移测量的典型算法,提出改进型的质心算法,并编制了微球位移解算软件,采用空间光学元件搭建了基于图像处理的微球位移测量系统,实验表明位移分辨率达到10nm。介绍了后焦面法测量微球位移的原理,首次在双光束光阱中利用微球侧向散射光进行后焦面法位移测量,创新地利用光束失准致微球运动的方法标定探测器的电压位移转换因子,系统的分析了微球半径、束腰间隔、物镜数值孔径对位移测量的影响规律,实验表明位移信号测量噪声可以降至（?）以下。提出了基于微球后向散射光相位干涉测量的微球位移测量方法,采用光纤端面镀膜技术提升了干涉信号对比度,分别利用激光多普勒技术和相位生成载波技术解调出微球位移。提出了利用微球的前向散射激光耦合光强测量微球位移的方法,分析了测量原理和提升该方法分辨率的方法。搭建了基于双光纤光阱芯片的光力加速度传感系统测量系统,以石英挠性加速度计作为参考,通过实验测试了其性能参数。实验表明,微球的位移与输入加速度成正比关系,加速度计的标度因数绝对值最大为45μm/g,零偏稳定性为2.3 mg。利用Matlab可视化界面编辑了标度因数计算软件,分析了微球半径、折射率对标度因数的影响规律,并对系统参数进行了优化,标度因数提高到了247.82μm/g。