自从1905年爱因斯坦提出狭义相对论以来,洛伦兹不变性一直在时空变换中占据重要地位。但是,量子引力理论却指出在普朗克尺度上可能存在洛伦兹不变性破缺效应。在低能区对这种时空对称性进行高精度的检验,不仅能够验证狭义相对论,同时还通过实验,为发展超越粒子物理标准模型的新理论提供线索。旋转光腔的检验方法具有频率稳定度高、探测灵敏度高的特点,并且系统能连续长期运转,因此是实验室中检验洛伦兹不变性的重要手段之一。本文主要研究了基于旋转光腔的洛伦兹不变性检验。早在2017年,我们就采用了机械轴承转台进行了旋转光腔实验。当时实验的检验精度受限于倾斜波动和光功率波动,只达到10-15量级。本文中,我们对实验室现有的旋转光腔系统加以改进。采用了稳定性更好的气浮转台,将两束激光分别从转台下方导上转台,并且通过优化光束指向和偏振,减小了激光传输上转台时由于转动引起的功率波动。同时对腔内透过的光进行激光功率稳定,减小了腔内光功率的波动引起的热效应。此外,还对整个实验系统加装了不间断电源,保证系统能够长期连续运转。在该类实验中,转台的倾斜变化是影响旋转光腔实验精度的主要限制因素。改进后的系统加入了单级双轴倾斜主动控制及隔振装置,将倾斜变化由自由运转时的±30μrad降至±0.1 μrad以内,对检验精度的影响已降至10-17量级以下。本文中详细的介绍了实验数据分析的一系列的步骤。其中进行第三步数据分析,确定地球公转调制项时,需要采用带约束条件的最小二乘法,在本研究中给出了详细的论述。通过数值模拟的方法,验证了整个数据拟合过程的可靠性。系统改进之后,连续运转了 173天,积累了 119天（约170000圈）的有效数据。对实验采集到的119天的实验数据进行拟合,分别得到了标准模型扩展和Robertson-Mansouri-Sexl检验模型参数,在10-17量级上检验了洛伦兹不变性。同时还发现5个检验参数κe-精度与测量时间之间满足1/√t的关系。此外还对影响检验精度的主要干扰项（功率、剩余幅度调制、倾斜、温度和转台转速）逐一进行了定量分析,确定了各干扰项造成的系统误差和对检验精度的影响。通过分析发现目前主要的限制因素是残余光功率波动和剩余幅度调制,为后续的进一步优化指明了方向。我们还探讨了相关检测用于旋转光腔实验的可行性。通过数值模拟对相关方法进行了定量分析。模拟的结果表明,相关检测法可能丢失相位信息。使用相关得到的结果与使用最小二乘法获得的结果一致。通过本项研究,解决了转台倾斜波动对检验精度影响等一系列难点问题,实现了系统的稳定和长期运转,确定了标准模型扩展中旋转光腔实验所涉及的所有8个检验参数。这些工作为这类实验装置的性能提升和检验精度的进一步提高奠定了基础。