光纤陀螺目前已成为惯性技术领域的新型主流仪表，其原理、工艺及关键技术与传统的机电式仪表有很大的差别，具有高可靠、长寿命、快速启动、大动态范围等一系列优点。国外已经进入实用化阶段，而国内仍处于工程化、实用化研究阶段。本文针对光纤陀螺工程化应用中面临的突出问题进行了一系列的研究。其中，对光纤陀螺系统进行建模是一项基础而又重要的工作，它在光纤陀螺的仿真研究、性能评价和性能预测中起着重要的作用，对系统的结构改进和故障排除具有重要意义。本文在分析了光纤陀螺实际结构特点的基础上，建立了接近实际情况的非线性动态模型和随机模型。 在工程应用中，减小或消除各种误差因素的影响，是提高光纤陀螺性能的重要工作。本文在对光纤陀螺误差源进行系统分析的基础上，重点对环境误差因素中的温度和振动影响进行了研究。虽然与其它形式的陀螺相比，光纤陀螺具有天生的抗振优势，但使用中也暴露出振动环境对陀螺精度的不良影响，本文分别从机械振动理论和光路的振动调制理论对光纤陀螺振动误差的机理进行了研究，并且提出了抑制措施。 温度漂移误差是制约光纤陀螺性能进一步提高的重要因素。本文通过实验研究了组成光纤陀螺的各主要光学元器件受温度影响的差异，并且针对温度变化影响下的光纤环热致非互易噪声进行了理论研究，建立了光纤环温度误差模型，分析了光纤环在不同绕制方法下的温度相位噪声。 最后，本文采用浮动零点差动补偿技术对光纤陀螺的光路部分进行了改进，设计了用于光路改进信号处理的光电转换-电子运算电路，它利用陀螺功能材料和器件的对称性有效地克服了温度对光源和光电探测器的影响，避免了一味追求光源稳定性或寻找随机游走模型的实际困难，具有简单易行，经济实用的特点，并且这种差动补偿技术对抑制光纤陀螺的振动误差也有一定作用。本文还提出了基于误差模型和浮动零点光路改进的软硬件相结合的光纤陀螺总体补偿方案。