旋转式惯性导航系统是旋转调制补偿技术应用于捷联惯导系统而发展形成的,它可以在系统成本增加有限的情况下大幅度地提高惯导系统的精度。在结构层面,旋转式惯导系统相较捷联惯导系统多了一个旋转机构,结构会相应地动刚度变差,环境动态适应能力降低,不适应惯导系统小型化轻量化的发展趋势。模态分析是处理振动问题的重要手段,围绕其开展的各种动态设计理论是结构设计的重要基础。在单轴旋转式惯性导航系统单轴旋转调制惯性导航系统的结构设计中进行振动模态分析,有助于了解系统结构的振动特性和可能的变形方式,判断结构的性能缺陷和振动风险,并可以进一步开展优化设计,探寻最佳设计方案,以最大可能地实现系统动态适应能力的优化、满足小型化轻量化设计的需求。单轴旋转式激光陀螺惯导系统是双滚动轴承支承的旋转机械,连接状态复杂,结构中存在的非线性因素相互耦合,模态特性复杂,仿真建模难度大。本文基于模态理论、转子动力学理论,探讨单轴旋转式惯导系统一阶模态的高精度、高效率模态仿真方法,为后续围绕模态特性开展优化设计和动态设计奠定了坚实基础。首先设计系统整机的模态试验,将获取的系统模态试验值作为模态仿真结果正确性的评判标杆。其次,根据单轴旋转式激光陀螺惯导系统的结构特点,探讨单轴旋转式惯导系统有限元模型创建的难点,并对模态仿真的误差进行了探讨,确定了需要重点探究的方向。然后,开展单轴旋转式激光陀螺惯导系统一阶模态的高可信度、高效率的模态仿真研究。通过三种仿真方案的对比,将研究对象从支撑结构部分逐步延展到滚动轴承和旋转部件上。并就结构合理等效简化、轴承的等效建模方法、如何合理引入转子动力学以表征旋转力学行为、如何保证边界条件接近真实情况以及轴承刚度非线性的影响等五个方面的内容进行了探究。最终确定的弹性元件模拟轴承的转子动力学仿真方案的仿真结果与试验值十分靠近,偏差小于3Hz,符合度优于90%。最后根据高可信度的模态仿真分析结果研究单轴旋转式惯导系统的模态特性。对系统进行部件分解,分别对支撑结构和旋转部件进行部件级模态仿真计算,了解各组部件的固有刚度特性,同时对两者的耦合关系进行分析。据此辨识出系统结构的薄弱环节,,并明确了未来单轴旋转系统结构优化的方向。