大氣偏振光導(dǎo)航技術(shù)

劉 俊，唐 軍，申 沖

（電子測(cè)試技術(shù)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，儀器科學(xué)與動(dòng)態(tài)測(cè)試教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中北大學(xué)儀器與電子學(xué)院，太原030051）

大氣偏振光導(dǎo)航技術(shù)

劉 俊，唐 軍，申 沖

（電子測(cè)試技術(shù)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，儀器科學(xué)與動(dòng)態(tài)測(cè)試教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中北大學(xué)儀器與電子學(xué)院，太原030051）

為克服現(xiàn)有導(dǎo)航技術(shù)在戰(zhàn)場(chǎng)應(yīng)用中存在的不足，借鑒生物光學(xué)導(dǎo)航機(jī)理，開(kāi)發(fā)新的導(dǎo)航方式，是未來(lái)導(dǎo)航技術(shù)研究的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。本文對(duì)自然界中的昆蟲(chóng)光學(xué)導(dǎo)航機(jī)理進(jìn)行了介紹和分析，并對(duì)大氣偏振光導(dǎo)航的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討，提出了大氣振光導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展過(guò)程中需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

仿生技術(shù)；大氣偏振光；偏振光導(dǎo)航；慣性/偏振光組合導(dǎo)航

0 引言

昆蟲(chóng)具有簡(jiǎn)單的大腦和極其微弱的計(jì)算能力，但是卻表現(xiàn)出令人驚嘆的復(fù)雜導(dǎo)航行為。億萬(wàn)年的進(jìn)化，使得昆蟲(chóng)具有了與哺乳動(dòng)物截然不同的神經(jīng)結(jié)構(gòu)和導(dǎo)航機(jī)理。因此，研究昆蟲(chóng)的導(dǎo)航原理，并將其應(yīng)用于現(xiàn)代導(dǎo)航技術(shù)，已經(jīng)成為導(dǎo)航學(xué)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。

研究顯示，沙蟻、蟋蟀、蝗蟲(chóng)等昆蟲(chóng)通過(guò)利用其復(fù)眼結(jié)構(gòu)以及子眼內(nèi)部的偏振敏感單元對(duì)天空偏振光模式進(jìn)行感知。它們即使在晴空面積少于10%或天空布滿大霧的情況下仍能準(zhǔn)確的確定出偏振度與偏振角，從而確定方位。其偏振光感知的核心機(jī)理為其敏感神經(jīng)元（POL-神經(jīng)元）具有高的偏振對(duì)比度，其檢測(cè)魯棒性好，具有很高的容錯(cuò)率，可實(shí)現(xiàn)高精度的偏振信息提取。……