[发明专利]分振幅偏振导航角度传感设计方法及装置

摘要

本发明属于导航与测控领域，涉及一种利用天空散射光偏振信息进行导航的分振幅角度传感设计方法及装置。该方法采取a)分振幅多通道同步探测方式对入射光偏振态进行探测；b)小视场望远镜实现集光、定向测量功能；c)斯托克斯矢量和矩阵分析法解析线偏振光电场矢量振动方位角；d)以仪器矩阵条件数为评价因子对传感装置内部元器件指标、装调状态进行系统优化设计；e)基准偏振态发生器对传感装置仪器矩阵进行精确标定，以及对传感装置进行校准和精度检验。本发明为利用光学手段进行自主导航提供新的技术途径，可广泛应用于车辆、舰船、低空飞行器、自主机器人等设备的导航目的，也可用于极地考察、野外探险、地质考察等领域。

主权项

一种分振幅偏振导航角度传感设计方法，具体步骤为：a)采取分振幅多通道同步探测方式对入射光偏振态进行探测；b)采取斯托克斯矢量和矩阵分析法解析线偏振光电场矢量振动方位角；c)采取仪器矩阵条件数为评价因子对传感装置内部元器件指标、装调状态进行系统优化设计；d)采取基准偏振态发生器对传感装置仪器矩阵进行精确标定，以及对传感装置进行校准和精度检验；其特征在于，实现该设计方法的分振幅偏振导航角度传感装置包括：集光镜(15)、带通滤光片(16)、调制器(17)、分光镜(18)、第一相位延迟器(19)、第二相位延迟器(20)、第一偏振分光镜(21)、第二偏振分光镜(22)、第一聚光透镜(23)、第二聚光透镜(24)、第三聚光透镜(25)、第四聚光透镜(26)、第一小孔光阑(27)、第二小孔光阑(28)、第三小孔光阑(29)、第四小孔光阑(30)、第一光敏探测器(31)、第二光敏探测器(32)、第三光敏探测器(33)、第四光敏探测器(34)、数据采集单元(35)、计算及信息显示输出单元(36)；其中：集光镜(15)、带通滤光片(16)位于最前端，其相互位置可调；调制器(17)位于集光镜(15)、带通滤光片(16)之后；集光镜(15)、带通滤光片(16)、调制器(17)构成传感装置的公共进光通道；分光镜(18)将入射光束一分为二；第一相位延迟器(19)、第二相位延迟器(20)紧接着位于分光镜(18)之后的两束光路中；第一偏振分光镜(21)、第二偏振分光镜(22)分别位于第一相位延迟器(19)、第二相位延迟器(20)之后，其位置可互调；聚光透镜放置于光敏探测器之前，两者共同放置于四个光路通道的末端；小孔光阑位置可调；四个光敏探测器引出的四个电信号传递给数据采集单元(35)，数据采集单元(35)产生的数据传递给计算及信息显示输出单元(36)。