光纤陀螺因其具有全固态、高动态、低成本、长寿命、抗空间辐射等优点被广泛应用于战术导弹、中远程防空导弹、空空导弹、船舶、潜艇以及卫星等运载体上。经过多年的发展,光纤陀螺已日趋成熟,特别是光纤陀螺绕环等关键技术的突破,使高精度光纤陀螺进一步发展成为可能。而光纤陀螺对温度扰动非常敏感,尤其是光纤环受温度影响最为严重,因此能否处理好温度扰动对光纤陀螺的影响将直接决定陀螺的测量精度和稳定性。在此背景下,本文提出采用有限元方法重点对光纤环组件的温度效应进行了详细分析。为更精确的分析温度扰动对干涉型光纤陀螺的影响,推导出了一种新的热致误差模型。此外,又提出了一种全新的光纤陀螺温漂自补偿理念:双柱型光纤环仅需负责光纤中点两侧部分沿空间对称性分布,隔热腔体仅需负责光纤中点两侧部分温度场的对称性分布。此理念的提出为解决干涉型光纤陀螺的温度扰动问题提供了新的思路。课题首先全面介绍了干涉型光纤陀螺受温度影响的研究现状,并重点分析了温度对陀螺各个部件造成的影响,以及目前可行的抑制温度扰动方案,为课题的全面展开和重点把握奠定基础。其次,通过对光纤陀螺的温度效应产生机理进行详细分析,提出以光纤环的温度效应为研究切入点。基于此,本文从新型光纤环绕法、新型光纤环隔热腔体设计、新型多项式补偿算法这三方面综合考虑,以提高光纤陀螺的温度稳定性,并给出了总体研究方案。精确模拟温度扰动对光纤环的影响和建立温度与光纤陀螺热致误差的准确关系是本文研究的两个关键点。为精确模拟温度扰动对光纤环的影响,提出采用有限元方法对其进行分析研究。基于此又详细介绍了有限元方法的基本思想和分析光纤环时用到的传热学相关理论基础知识,并推导了求解光纤环二维截面温度场和等效热应力场的数值方法。然后,针对传统二维“纯”Shupe热致误差模型存在不全面性和未考虑热应力因素的情况,提出了全新的二维热致误差模型和三维热致误差模型。在考虑热和热应力两项因素情况下,推导出了新型二维热致误差模型,同时给出了其相应的离散化表达式,实现了更全面的描述温度扰动对光纤环截面的影响。此外考虑到热扰动的复杂性,有时需从三维层面分析局部温度扰动对光纤环的影响。基于此,又进行了三维层面的热致误差模型推导,并进行了相应的离散化表达。根据推导出的新型热致误差模型能更精确的分析出温度对光纤陀螺的影响。另外,提出了光纤环组件可以采用新型隔热腔体配合双柱型光纤环的组合方案。结合有限元思想、新型热致误差模型和Ansys软件分析手段,经过仿真对比可知,不管是四极环还是交叉环,配合此隔热腔体后,光纤环的表面温度能得到有效均化,从而使光纤陀螺热致漂移误差得到进一步的抑制,尤其是交叉环配合隔热腔体的表现最佳。为了使光纤环组件自身能够实现温漂自补偿功能,文中又提出了一种双柱型光纤环配合隔热腔体的方案,其抑制温漂的能力可以得到显著提高。最后,文中搭建出了双柱型光纤陀螺样机,并提出在高温变温阶段进行多项式算法补偿时,通过引入上下面温度梯度补偿系数可以更好的提高补偿效果。针对搭建的双柱型光纤陀螺样机进行了常温标定测试、基本温度性能测试和多项式算法补偿测试。经过测试在-40°C~60°C温度范围内以5°C/h的温变速率进行升降温实验时,双柱型光纤陀螺补偿后的零漂值可以被控制在0.0571°/h以内。针对双柱型光纤陀螺在高温变温阶段存在抑制温漂不佳的情况,考虑到光纤环组件简化后的结构特点,在进行多项式算法补偿时需引入上下面温度梯度因素。经过测试,引入此项因素后,双柱型光纤陀螺抑制温漂能力可以得到进一步提升,最大零漂值可以被减小到0.0345°/h。