基于偏振光傳感器的全姿態(tài)角解算方法研究*

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(大連理工大學 遼寧省納米技術及系統(tǒng)重點實驗室，大連116024)

引 言

導航是指確定當前的位置和姿態(tài)，控制到達指定目的地，這一技術廣泛存在于自然界各種生物的日常活動中，協(xié)助生物完成覓食和遷徙等生理活動。而且隨著人類社會的不斷發(fā)展和科技的進步，越來越多的導航技術被發(fā)現(xiàn)及應用在各行各業(yè)，與人類的生活密不可分。現(xiàn)在導航技術的發(fā)展水平也代表著一個國家的現(xiàn)代化程度，是建設信息化強國的重要基礎，無論是軍事領域還是民用領域，都有著重要的研究價值和意義。

目前，使用廣泛的導航技術主要包括慣性導航[1]、地磁導航[2]、衛(wèi)星導航和天文導航技術等。然而各種導航技術都有各自的優(yōu)點及缺點，例如慣性導航技術是一種完全獨立自主的技術，不受外界干擾，短時間內具有較高的導航精度，但其由于誤差累計導致長時間導航精度低，不能長期為載體提供導航信息，因此單獨使用慣性導航也受到了很大的限制。除了需要對傳統(tǒng)導航設備進行改進，研究新型導航技術及研究不同導航技術的組合使用有著重要的實際意義。

偏振光導航技術是利用天空中穩(wěn)定分布的偏振模式確定載體體軸與太陽子午線之間的夾角，用于導航定向的應用。太陽光在穿過大氣層時，受到大氣層中空氣分子等散射作用而產出偏振光，形成了穩(wěn)定對稱分布的偏振模式，大自然中的沙蟻、蜻蜓、金龜子等昆蟲都是利用偏振模式進行導航[3-4]。……