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本文研究光纤陀螺(FOG)及其寻北应用中的信号处理方法，主要包括抑制角度随机游走的融合滤波算法，改进的差分多位置点寻北方法以及抑制比例因子温度漂移的油井测斜寻北算法。理论分析与对比实验表明，本文提出的信号处理方法能够有效降低光纤陀螺及其寻北系统的测量误差，是一种低成本实现精度提升的技术方案。 为了抑制光纤陀螺的角度随机游走，针对现有数字滤波算法的不足，本文提出一种基于有限冲激响应(FIR)滤波器与自适应卡尔曼滤波器的融合滤波算法。离散的角速率信号经过FIR滤波器后分解为近似部分与细节部分。细节部分包含了白噪声与角速率增量信号。然后细节部分再通过一个自适应卡尔曼滤波器得到角速率增量信号估计值。近似部分与增量信号估计值最后合成为角速率估计值。在融合滤波器中，卡尔曼滤波器采用观测序列对状态方程进行自适应估计，从而保证了滤波器对快速变化信号的跟踪能力。此外，融合滤波器特别设计了初始过程的滤波方案来减少算法的收敛时间。实验表明，融合滤波算法将光纤陀螺的角度随机游走噪声降低了73.91％，并且收敛时间仅为0.2s。 寻北是光纤陀螺的重要应用领域，研究寻北方法是提高方位角测量精度的重要途径。本文首先研究水平面内的寻北方法，然后研究油井测斜中的寻北方法。基于Allan方差模型，本文对水平面内经典多位置点寻北方法进行误差评价，定量分析角度随机游走，速率随机游走以及速率斜坡三项主要噪声引起的寻北误差。理论分析表明，在经典方案中，角度随机游走与零点漂移的抑制是相互矛盾的。针对此问题，本文提出一种改进的差分多位置点寻北方法，采用增加步进角的位置点遍历策略以及差分求解方法，新方案可以同时抑制上诉三项噪声引起的寻北误差。两个不同精度光纤陀螺的寻北实验表明，新方法将寻北误差分别降低了76.60％与36.33％。 在随钻测量领域，基于光纤陀螺的油井测斜成为研究的热点。与水平面内的寻北相比，油井测斜需要加速度计进行解析调平。本文对现有测斜寻北方法进行综合评价，理论分析表明比例因子温度漂移在大井斜角情况下会引起较大的方位角测量误差。为了解决这个问题，本文提出一种抑制比例因子温度漂移的信号处理方法，新方法通过构造两个等式将比例因子相互抵消的方式有效减小比例因子温度漂移引起的寻北误差。测斜开环光纤陀螺（直径32毫米）与加速度计的温度实验数据分析表明，在高低温度范围内，当井斜角达到50°时，经典方法的最大方位角误差为3.966°，而新方法的最大方位角误差仅为0.833°，完全能够满足油井测斜领域方位角误差优于2°的精度要求。