捷联在地面上的大型激光陀螺仪作为一种精密测量地球转速的惯性传感器,具有宽频带和高分辨率的特点,可广泛应用于大地测量学、地震学和基础物理研究等领域.由于被动激光陀螺仪可通过提升注入环形腔的光功率获得更低的散粒噪声极限,具有潜在的更优性能,因此我们开展了大型被动激光陀螺仪的相关研究,并设计实现了一套3m×3m大型被动激光陀螺仪,Q值达到1.2×1012.该激光陀螺仪通过Pound-Drever-Hall(PDH)锁定技术实现外部激光与环形腔顺时针和逆时针两个环路的锁定,腔后两环路透射光的拍频信号即为与地球自转速度成正比的Sagnac信号.为了获得更高的旋转灵敏度,我们对激光陀螺仪进行了噪声评估和系统优化.利用将环形腔腔长锁定至超稳激光的方式,实现了长达12 m的环形腔腔长的主动控制,腔长抖动噪声在1 mHz处被抑制到8×10-12m/√Hz水平,对旋转灵敏度的影响远低于系统散粒噪声极限；另外将用于探测环形腔两环路透射光的空间拍频光路替换为一体化的合束棱镜,降低其引入的额外相位噪声,经测量该合束棱镜引入的相位噪声在1 mHz处对旋转灵敏度的影响可低至3×10-10rad/s/√Hz.目前鉴频系统噪声是系统旋转灵敏度提升的主要影响因素,因此我们致力于提高鉴频系数从而提升激光器的反馈控制以降低锁定噪声,同时我们通过对PDH锁定系统中的光纤电光相位调制器进行了主动电压反馈,将其引入的剩余幅度调制噪声在1 mHz处抑制到6×10-4V/√Hz水平.系统优化后,目前3 m×3 m大型被动激光陀螺仪的旋转灵敏度在20 Hz处达到7×10-10rad/s/√Hz,在1 mHz 处达到4×10-8rad/s/√Hz.