一种仿生偏振航向测量系统设计与测试

作者：李磊磊; 梁琳; 张旭升; 陈家斌; 刘星桥

来源：中国惯性技术学报, 2021, 29(03): 356-361.

DOI：10.13695/j.cnki.12-1222/o3.2021.03.012

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• 斯托克斯参数

为了利用天空偏振信息实现航向信息获取,设计了一种新型仿生偏振航向测量系统,并对该系统所采用的基于偏光调制原理测量方位角方法等进行研究。首先,介绍了天空偏振模式分布规律,根据瑞利散射原理,待测光束的振动方向垂直于太阳、地面观察点和观察方向所构成的平面,为了研究天空偏振信息建立了地平坐标系;然后,基于偏光调制原理,设计可旋转偏振片测量系统,对天顶区域的光束进行测量,获取天空偏振光束的斯托克斯参数,通过斯托克斯参数计算出偏振方位角,并结合太阳子午线与北向的夹角,得到偏振航向角;最后,为了减少光学元器件噪声对系统测量精度的影响,设计了偏振航向测量系统参数的实验室标定方法。实验结果表明:仿生偏振航向测量系统的室内测量最大误差小于0.2°,室外测量均方误差小于0.6°,基本满足仿生偏振航向测量精度要求。

• 单位
  北京理工大学; 自动化学院