现有发展和研究的微机械陀螺仪可分为线振动和环振动两类,前者具有大哥氏敏感质量占比、驱/检模态运动易解耦的高灵敏特点,而后者对加速度/振动、温度等外界环境干扰具有固有免疫特性。对此,本文提出了一种利用并联双环结构将四个正交布置的线振动陀螺模态进行强关联的共耦微机械陀螺仪,以期构建出一类线振动模态和环振动模态共存的全新耦合形式,从而使陀螺仪达到同时兼备高精度与强环境鲁棒性的高性能特征。因而,本文针对该类多质耦合陀螺仪结构的设计理论及优化准则、结构方案与参数设计、敏感芯片制备、真空封装及芯片性能分析等一系列关键问题开展了研究,主要工作内容如下:1)根据经典微机械陀螺仪敏感理论,利用结构简化模型分析了耦合陀螺仪的机械灵敏度及其特点。基于热弹性力学和振动学相关理论,对耦合陀螺仪品质因数进行研究,确定了低热弹性阻尼和低寄生模态能量泄漏的结构优化准则。利用噪声溯源的分析思想,探究了耦合机构引入对陀螺仪噪声响应行为的影响规律,明确了耦合陀螺仪关键结构参数与角速度随机游走间的理论关系。分析了陀螺仪对于加速度/振动干扰的响应行为,分别从寄/主模态刚度差异和多质空间布置形式入手,提出了耦合陀螺仪抗加速度/振动性能的强化设计准则。2)基于力学与振动学相关理论,揭示了本文提出的该类环形并联共耦形式陀螺结构具有“共模振动硬化、差模振动柔化”的刚度特征,并还对工艺误差导致耦合多质模态振幅不对称的现象具有极佳的调节能力。根据所提出的低热弹阻尼结构优化准则,综合刚度、工艺容忍度等多维指标,确定了最佳优化尺寸。利用有限元仿真以及数值分析,分别就耦合陀螺仪的谐振频率/振型、哥氏敏感性能和角速度随机游走等主要性能进行了计算,并从差分免疫效果、共模响应位移、恒载频率漂移特性等方面,验证了耦合陀螺仪的抗加速度/振动性能。利用热力学相关理论,结合有限元仿真分析,确定了耦合陀螺仪频率、品质因数的温度漂移特性。3)制备了基于SOG（Silicon-on-Glass）形式的陀螺仪敏感芯片。针对敏感芯片结构上硅/玻璃错层且电极外置的特点,制定了基于SOG盖帽的真空封装方案。重点就多层阳极键合、深槽玻璃腐蚀、通孔互联制备三项真空封装关键工艺进行研究,获取了工艺的最优参数范围。4)搭建了具有真空腔室以及差分输入/输出的振动特性测试系统,采用扫频法表征了敏感芯片的驱/检模态频率/振型、品质因数、振幅非线性以及幅/相频对称度等陀螺结构振动特性参数,并分析了测试数据与理论设计间的偏差原因。设计并搭建了基于数字锁相放大器的哥氏效应敏感系统,对敏感芯片灵敏度、零位偏置、抗加速度/振动以及温度漂移等性能进行初步测试,为正交双环耦合陀螺仪进一步优化设计提供了数据基础。