摘要大量文献表明, 许多动物利用天空偏振光分布的动态特性为其提供导航信息。生物能够进行偏振光导航定位，一方面是其本身具有对太阳光偏振方向极其敏感的视觉神经系统，另一方面是天空中存在一个可供感知的大气偏振光模式图。人类在仿生研究基础上开展了基于偏振光的导航技术研究。本论文分析了偏振光的产生机理和分布测量，提出一种基于大气偏振模式分布规律的导航方向角计算方法，构建了仿生偏振导航传感器，指出利用偏振光组合导航的方式可以大大提高系统性能，具有广阔的应用领域。10300
关键词 偏振光 导航 传感器
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title navigation technology based on skylight polarization pattern
Abstract
A great deal of literatures show that many animals use dynamic properties of sky light polarization distribution for navigational information.Many animals are able to use sky polarized light for navigation.They have a visual nervous system which is extremely sensitive to the sky polarized light,and there exists a perceptible polarization distribution in the sky.From bionic principle of living organisms,navigation technique based on polarized light is set out to be studied．In this essay,we analyse the formation mechanism and the distribution of polarized light.A method is proposed to calculate the navigation direction angle based on the symmetrical distribution of the atmospheric polarization mode.We also design a polarization sensor for navigation.The integrated navigation mode using polarized light may greatly improve the performance of navigation system.Therefore，polarization navigation technique can be widely applied．
Keywords polarized light， navigation， sensor
目 次
1 绪论 1
1. 1课题研究背景与意义 1
1.2偏振光导航的研究现状 2
1.3国内外研究现状 3
1.4 论文的主要研究工作 3
2. 天空偏正光的分布测量与分析 5
2. 1 天空偏振光分布数学模型 5
2.2天空偏振模式图测量模型 8
2.3不同波段的测量分析 9
2.3.1全波段测量结果 9
3导航方向角的计算 17
3.1导航机理 17
3.2导航方向角计算 18
3.2.1导航方向角 求解方法 18
3.2.2夹角 求解方法 22
3.3实验分析 24
3.4本章小结 27
4. 仿生偏振导航传感器的构建 28
4.1仿生偏振导航传感器工作原理 28
4.2导航传感器实验模型 29
4.2.1光电探测转换与信号调理模块 30
4.2.2数据采集处理与运算控制模块 31
4.3传感器光学标定与角度输出实验 31
4.3.1实验标定装置 31
4.3.2暗场标定与无偏振均匀光场标定 32
4.3.3传感器角度输出实验 33
4.4本章小结 35
5. 基于偏振光的导航技术 35
结论 37
致谢 38
参考文献(References) 39
1 绪论
1.1课题研究背景与意义
人类目前已有的导航手段已经比较成熟，如地磁导航、惯性导航、卫星导航等，但这些都不应该是人类的终极导航方式，新的导航手段还会不断涌现出来，未来的导航方式也很有可能在其中产生。偏振光导航就是其中的一种方法，它是自然界中生物体常用的自主导航方式之一。利用偏振光进行导航的思想来源于地球上的蜜蜂、蚂蚁等一些生物的导航方式。借鉴这种导航方法，利用偏振光为大气层内二文或三文运动体导航的方法得到了人们的广泛关注与研究实践，并且有研究者正在探索将这种方法推广到大气层外卫星的姿态确定与自主导航上。 基于天光偏振模式的导航技术研究:http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_9451.html