點源式天空偏振光測試系統(tǒng)的標定.pdf

1、近些年來，仿生導航已成為導航領域研究的熱點。而其中利用天空偏振光導航的方法由于其較穩(wěn)定，精度高等優(yōu)勢逐漸受到人們的重視。傳統(tǒng)的探究天空偏振特性的方法主要有兩種，分別是利用圖像式測試系統(tǒng)和點源式測試系統(tǒng)進行探測。前者因其測試時間短，并且能夠很直觀的收集到全天空的偏振信息等優(yōu)點在國內外研究中占有較大比例。但點源式測試系統(tǒng)同樣具有設備簡單，對鏡頭要求低，離散式測量，便于定點測量等優(yōu)點，同時也是另一種行之有效的方法，兩者可以互相比較，相互印證，

2、因此具有很重要的研究價值。
　　為了彌補這一研究領域的空白，本文主要介紹了一種點源式天空偏振光測試系統(tǒng)的設計、搭建以及標定過程。首先提出了4種用來描述光束偏振特性的典型方法，他們分別是Stokes矢量表示法、電矢分量法、瓊斯矢量方法和邦加球偏振畫圖法，并重點解釋了Stokes矢量表示法。然后本文以一種基于米勒矩陣和Stokes矢量的測試方案為基礎，自主設計并搭建了一種點源式天空散射光偏振特性測量系統(tǒng)。通過求解出Stokes矢量中的

3、I，Q，U，再通過公式得出所需偏振信息即偏振度和偏振方位角。
　　為得到此點源式天空偏振光測試系統(tǒng)具體的性能指標，對其進行了重復性實驗和標定。標定過程分為對偏振系統(tǒng)，光譜儀光線系統(tǒng)的局部標定以及整套系統(tǒng)的標定。接著利用已確定重復度和精度的測試系統(tǒng)對天空特殊點，特殊面的偏振性質進行測量，在驗證Rayleigh散射理論的同時，對測試系統(tǒng)進行檢驗，驗證其可靠性和準確性，并對誤差進行分析。
　　為了探究影響偏振特性測試的因素，對不同