本发明公开了一种惯性测量系统三级温控系统，该方法采用梯度温差控制方式，在原有一级或两级温控的基础上增加了惯性仪表的温控，实现三级温控，三级温控分别控制在箱体、安装台体和惯性仪表上，最大限度的降低了惯性仪表的精度受外界环境温度变化的影响，三级温控有效降低了惯性测量系统内部的温度梯度，可以保证惯性测量系统在较宽温度环境条件下正常工作，以达到稳定工作温度，从而提高了温控精度，缩短了温控的稳定时间；本发明设计的三级温控系统采用PWM温控方式和数字PID温控方式，具有较强的抗干扰能力、稳定性、电磁兼容性，同时该温控系统能够和制冷风机、半导体制冷等制冷方式匹配使用，用途范围广，环境适应性强，稳定性好。