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，開發(fā)新的導(dǎo)航方式，是未來導(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)展過程中需要解決的關(guān)鍵問題。

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。億萬年的進(jìn)化，使得昆蟲具有了與哺乳動(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)未來發(fā)展的趨勢(shì)。

研究顯示，沙蟻、蟋蟀、蝗蟲等昆蟲通過利用其復(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。同時(shí)曲面復(fù)眼結(jié)構(gòu)具有大視場(chǎng)、響應(yīng)快、精度高等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)大區(qū)域條件下的偏振態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)[1-2]。

基于自然偏振特性的仿生偏振光導(dǎo)航方法是一種新型自主導(dǎo)航方法，是以沙蟻等生物高度敏感的偏振視覺感知與導(dǎo)航功能為生物基礎(chǔ)，以太陽光的自然偏振特性為理論依據(jù)，通過對(duì)大氣偏振模式的檢測(cè)和演算，實(shí)現(xiàn)對(duì)載體姿態(tài)信息的判斷，是一種適合于弱/無衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的陌生環(huán)境下的自主導(dǎo)航方法。這些特點(diǎn)對(duì)無人作戰(zhàn)平臺(tái)戰(zhàn)場(chǎng)特殊環(huán)境下的自主導(dǎo)航與定位有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義和重要的應(yīng)用價(jià)值。偏振光導(dǎo)航作為一種以太陽為信息載體的天文導(dǎo)航，在導(dǎo)航方式上具有不易受電磁/人為干擾、全天、全球化的特點(diǎn)[3-5]。這些特點(diǎn)為目前導(dǎo)航技術(shù)的研究的提供了一個(gè)全新的思路。

總之，相比傳統(tǒng)的導(dǎo)航方式而言，偏振光導(dǎo)航系統(tǒng)具有精度高、靈敏度好、集成度高及抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是提高慣導(dǎo)姿態(tài)測(cè)量的一種有力補(bǔ)充手段，因此基于大氣仿生偏振光的導(dǎo)航系統(tǒng)在導(dǎo)航定位領(lǐng)域有著較大的研究?jī)r(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。

1 偏振光導(dǎo)航國(guó)內(nèi)外發(fā)展歷程

偏振光導(dǎo)航作為一種新穎的導(dǎo)航技術(shù)，其研究始于人類對(duì)某些生物導(dǎo)航行為的探索和鉆研。當(dāng)前，包括美國(guó)和俄羅斯在內(nèi)的多個(gè)國(guó)家的學(xué)者都在對(duì)生物的偏振光導(dǎo)航技術(shù)進(jìn)行研究。國(guó)外從1949年就開始了對(duì)蜜蜂利用偏振光進(jìn)行導(dǎo)航的研究。自2000年至今，國(guó)外的研究取得了一系列科研成果：2000年，Dimitrios.L等[6]受昆蟲導(dǎo)航能力的啟發(fā)，研制出相應(yīng)的平臺(tái)，并成功用于移動(dòng)機(jī)器人Sahabot2上；2002年，Vitzthum.H等[7]對(duì)蝗蟲偏振對(duì)立神經(jīng)元進(jìn)行研究，首次使得處理偏振光信息成為可能；Wohlgemuth.S等[8]將沙蟻的導(dǎo)航行為擴(kuò)展到三維空間，對(duì)沙蟻上山和下山的行為進(jìn)行了充分研究；Thomas.L等[9]研究表明蜜蜂和沙蟻均為從天空偏振光分布模式中獲取方向信息，但距離的推算過程有區(qū)別；2003年，Marie. D等[10]在Nature上報(bào)導(dǎo)了首次發(fā)現(xiàn)某些動(dòng)物可以在夜間利用月光偏振進(jìn)行導(dǎo)航定位；Thomas.W等[11]討論了水下生物的偏振視覺及其在目標(biāo)識(shí)別和增強(qiáng)對(duì)比度以及信號(hào)探測(cè)等方面的作用；Oren.F等[12]發(fā)現(xiàn)蝴蝶依靠生物鐘和偏振羅盤的組合導(dǎo)航進(jìn)行長(zhǎng)距離遷徙；2004年，美國(guó)航天局提出了可以用于火星探測(cè)計(jì)劃的偏振光輔導(dǎo)組合導(dǎo)航方法，以解決火星重力低和無線電導(dǎo)航應(yīng)用的限制[13]；2005年，Shai.S等[14]對(duì)水下偏振光進(jìn)行了測(cè)試并進(jìn)行了仿真研究；2006年，Rudiger.W和Martin.M[15]通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了沙蟻主要依靠偏振光導(dǎo)航的基本原理；Rachel.M[16]發(fā)現(xiàn)南美大草原的麻雀利用日出和日落時(shí)的天空偏振光的分布校正地磁信息；2007年，Ramon.H等[17]討論了由森林火災(zāi)引起的煙霧對(duì)偏振光導(dǎo)航的昆蟲將會(huì)造成很大影響；2008年，Tsyr.H等[18]對(duì)頭足類動(dòng)物和口腳類動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)的四種偏振器的精細(xì)結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性進(jìn)行分析和比較，發(fā)現(xiàn)它們具有相似的偏振視覺系統(tǒng)，都對(duì)450nm～550nm波段的偏振光反應(yīng)敏感；2010年，Mukul.Sarkar等[19]提出了基于CMOS的偏振成像傳感器，能實(shí)時(shí)測(cè)量天空偏振光信息；2011年，Hebib.S等[20]設(shè)計(jì)了測(cè)量多波段的圓偏振閉環(huán)電路；2012年，美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出一種小體積和高精度的傳感器原型機(jī)供單兵作戰(zhàn)和訓(xùn)練使用；2013年，Mukul.Sarkar[21]設(shè)計(jì)了基于CMOS偏振傳感器的偏振導(dǎo)航系統(tǒng)；2014年，德國(guó)洪堡州立大學(xué)的學(xué)者[22]對(duì)沙蟻利用偏振光和太陽羅盤的交互作用進(jìn)行路徑積分進(jìn)行了研究。

雖然國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究則起步較晚，但是近幾年發(fā)展迅速。1998年，中科院生物物理所[23]對(duì)螞蟻的行為研究表明，螞蟻能夠利用人工照明作為其捷徑返巢導(dǎo)航的參照系統(tǒng)；2005年，中科院上海光機(jī)所[24]在技術(shù)設(shè)計(jì)上初步實(shí)現(xiàn)了偏振光導(dǎo)航功能；2007年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)[25]提出了偏振光/地磁/ GPS/SINS組合導(dǎo)航方法，從理論上論證了偏振光作為輔助導(dǎo)航的作用和意義；2009年，合肥工業(yè)大學(xué)[26]對(duì)偏振光導(dǎo)航輔助組合導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行了研究，指出系統(tǒng)誤差源的分析和誤差補(bǔ)償是后期研究重點(diǎn)；2010年，北京理工大學(xué)與北京大學(xué)聯(lián)合對(duì)天空偏振光分布模型和天空偏振光定向機(jī)理進(jìn)行了深入研究[27]；2011年，大連理工大學(xué)開發(fā)出一種檢測(cè)天空偏振光的導(dǎo)航傳感器，并進(jìn)行了移動(dòng)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)[28]，海軍潛艇學(xué)院提出了一種利用水下散射光的振動(dòng)方向進(jìn)行導(dǎo)航的方法[29]；2012年，北京大學(xué)進(jìn)行了仿生偏振導(dǎo)航光電測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[30]；2013年，北京航空航天大學(xué)對(duì)偏振光組合導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行了一系列研究，將偏振光應(yīng)用到靜基座初始對(duì)準(zhǔn)，取得了初步研究成果[31-32]，東南大學(xué)設(shè)計(jì)了慣性/重力/計(jì)程計(jì)/偏振光組合導(dǎo)航系統(tǒng)的信息融合方式，增強(qiáng)了系統(tǒng)導(dǎo)航性能[33]，中北大學(xué)提出了仿生復(fù)眼光學(xué)偏振傳感器及其大氣偏振E矢量檢測(cè)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了偏振光自主導(dǎo)航[34]，大連理工大學(xué)提出了一種面向偏振光傳感器的無人機(jī)導(dǎo)航平臺(tái)[35]，北京航空航天大學(xué)設(shè)計(jì)了一種偏振導(dǎo)航傳感器標(biāo)定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法[36]，合肥工業(yè)大學(xué)提出了一種基于沙蟻POL-神經(jīng)元模型的航向角處理方法[37]；2014年，中北大學(xué)對(duì)基于ZEMAX的仿生DRA復(fù)眼陣列進(jìn)行了仿真和分析，結(jié)果表明提出的方法能夠有效檢測(cè)天空偏振分布模式（E-矢量分布模式）[38]，國(guó)防科技大學(xué)以CCD相機(jī)，魚眼相機(jī)和線性偏振片為核心器件設(shè)計(jì)了一種天空偏振光測(cè)量裝置[5]，清華大學(xué)提出了基于連續(xù)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)器的天空偏振光探測(cè)裝置[39-40]，南昌大學(xué)對(duì)基于偏振光輔助定向的車輛自主式導(dǎo)航方法進(jìn)行了研究[41]。

圖1 合肥工業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)的偏振光傳感器Fig.1 The polarization sensors designed by HFUT

圖2 大連理工大學(xué)設(shè)計(jì)6通道偏振光傳感器Fig.2 The polarization sensors with 6 channels designed by DLUT

圖3 中北大學(xué)設(shè)計(jì)的6通道偏振光傳感器Fig.3 The polarization sensors with 6 channels designed by NUC

由偏振光導(dǎo)航技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展歷程可以看出，國(guó)外對(duì)仿生偏振光導(dǎo)航研究的起步較早，而近五年國(guó)內(nèi)對(duì)仿生偏振光導(dǎo)航技術(shù)的研究則發(fā)展迅速，取得了一系列成果。可以預(yù)見，仿生偏振光導(dǎo)航技術(shù)必將在導(dǎo)航領(lǐng)域占據(jù)一席之地。

2 偏振光導(dǎo)航技術(shù)

2.1 大氣偏振光

太陽光經(jīng)地球中遇到大氣中粒子時(shí)，會(huì)產(chǎn)生散射現(xiàn)象，散射現(xiàn)象會(huì)在光波的所有頻譜段發(fā)生，并且會(huì)改變光的偏振狀態(tài)。大氣粒子主要由氣體分子組成，瑞利散射描述為大氣偏振模式，是地球的自然屬性之一，圖4為大氣中光的偏振模型。大氣偏振模式中包含有重要的方向信息，其偏振度、偏振方向等參數(shù)信息隨著太陽位置、地理位置、大氣環(huán)境、天氣狀況以及地面環(huán)境的改變而產(chǎn)生相應(yīng)的變化，偏振光是一種矢量方向不變，大小隨相位變化的光，大氣偏振光為偏振光與自然光的疊加體，稱為部分偏振光。

圖4 大氣偏振光的形成Fig.4 The formation of atmosphere polarization

瑞利散射模型與大氣偏振模型具有很好的相似度，可以利用瑞利模型來對(duì)實(shí)際的大氣偏振態(tài)進(jìn)行分析，圖5為某一時(shí)刻基于瑞利散射的大氣偏振態(tài)的三維分布，其中雙箭頭表示E矢量方向，數(shù)字表示該同心圓上的偏振度，從圖中可以看出偏振度以天頂為軸心對(duì)稱分布，隨著距離太陽角度的增加而升高，在距離太陽90°的位置達(dá)到最大值，再朝著反太陽位置時(shí)不斷減少，E矢量關(guān)于當(dāng)?shù)靥栕游缇€呈現(xiàn)逆對(duì)稱分布，根據(jù)瑞利散射模型，某觀測(cè)點(diǎn)上的偏振信息在時(shí)間、地點(diǎn)、觀測(cè)方向的共同作用下，具有唯一性。因此可以通過檢測(cè)頭頂區(qū)域的偏振信息，結(jié)合偏振態(tài)分布的穩(wěn)定對(duì)稱性，求解出對(duì)稱線—太陽子午線的位置，并且太陽子午線的位置在地理坐標(biāo)系中的方位是精確可知的。由于偏振矢量在強(qiáng)度和方向隨著與太陽子午線的夾角變化而發(fā)生變化，具有唯一性，這樣就可以準(zhǔn)確的反演出觀測(cè)方向在地理坐標(biāo)中的方位，為導(dǎo)航提供航向信息。

圖5 大氣偏振態(tài)的三維分布Fig.5 3D distribution of atmosphere polarization

2.2 偏振光導(dǎo)航機(jī)理

由大氣的偏振模式可知，觀測(cè)者所觀測(cè)到的區(qū)域中的偏振信息，與觀測(cè)者所在位置、觀測(cè)方向、太陽位置以及大氣環(huán)境密切相關(guān)。在天球坐標(biāo)系中，由觀測(cè)者O點(diǎn)的經(jīng)緯度、觀測(cè)日期以及觀測(cè)時(shí)刻，能夠獲得當(dāng)前時(shí)刻太陽高度角hs和太陽方位角，有：

其中δ為太陽赤緯角、β為觀測(cè)點(diǎn)O點(diǎn)的緯度、t為太陽時(shí)角。對(duì)于選定的時(shí)間可以計(jì)算出此時(shí)本地子午線的時(shí)角，對(duì)于選定的地點(diǎn)，即地理的經(jīng)度緯度已知。通過時(shí)間、地點(diǎn)可以唯一確定太陽子午線在該地地理坐標(biāo)中的投影方位，同時(shí)天空偏振E矢量的分布是以該時(shí)刻、該地點(diǎn)的太陽子午線為對(duì)稱分布的?？赏ㄟ^對(duì)天空偏振信息進(jìn)行檢測(cè)，解算出太陽子午線與運(yùn)動(dòng)載體所成的夾角，再結(jié)合在具體時(shí)刻、具體地點(diǎn)已知的情況下太陽方位角在地理坐標(biāo)中的確定性，運(yùn)動(dòng)載體與太陽子午線所成的夾角即可轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)載體在地理坐標(biāo)中的方位角。

2.3 慣性/偏振光組合導(dǎo)航技術(shù)

仿生偏振光/慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)基本原理就是借助于上述分系統(tǒng)的導(dǎo)航機(jī)理將把來自于仿生偏振光陣列傳感器和慣性導(dǎo)航加速度傳感器、陀螺儀測(cè)量的姿態(tài)與定位數(shù)據(jù)有機(jī)的融合起來，利用不同導(dǎo)航系統(tǒng)測(cè)量值的互補(bǔ)特性提取各子系統(tǒng)誤差并進(jìn)行校正補(bǔ)償，以提高整個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)的性能的方法。其核心問題就是軟硬件平臺(tái)的搭建和導(dǎo)航系統(tǒng)誤差的估計(jì)和補(bǔ)償，如圖6所示。

圖6 偏振光傳感器和慣導(dǎo)組合導(dǎo)航原理圖Fig.6 The flowchart of polarization sensors/inertial integrated navigation

在整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成中，慣性導(dǎo)航完成三維測(cè)姿、定位的重要功能，仿生偏振光導(dǎo)航起到輔助定姿、定位，修正慣導(dǎo)積累誤差，發(fā)揮優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的重要作用。在原理上講，慣性傳感器利用力學(xué)基本原理由加速度計(jì)測(cè)量載體的加速度，并在給定運(yùn)動(dòng)初始條件下，由導(dǎo)航計(jì)算機(jī)計(jì)算出載體的速度、距離和位置（或經(jīng)緯度）；由陀螺儀測(cè)量載體的角運(yùn)動(dòng)，并經(jīng)轉(zhuǎn)換、處理、輸出載體的姿態(tài)和航向。而仿生偏振光陣列傳感器可以全天候、強(qiáng)地磁干擾的情況下很好的工作，通過檢測(cè)大氣偏振模式實(shí)時(shí)獲得載體運(yùn)動(dòng)姿態(tài)角信息，沒有誤差累積；并利用偏振光陣列傳感器不同觀測(cè)點(diǎn)大氣偏振模式空間顯著特征的變化，基于感器陣列的空間位置幾何關(guān)系，就可以計(jì)算出目標(biāo)位置地點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)偏振光導(dǎo)航的定位，這恰恰是GPS以及慣性導(dǎo)航獲取姿態(tài)信息及位置信息所不具備的。并結(jié)合卡爾曼濾波技術(shù)將二者的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，實(shí)現(xiàn)整個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)的高精度、高可靠性目標(biāo)。

3 大氣仿生偏振光導(dǎo)航技術(shù)需解決的關(guān)鍵問題

3.1 大氣偏振模式及其分布理論研究

很多動(dòng)物能夠利用天空中相對(duì)穩(wěn)定的偏振模式圖確定參考方向及自己的航向信息，那么，如果感知大氣偏振光模式及分布和在不同天氣條件下有效利用大氣偏振光信息確定當(dāng)前航向便成為偏振光導(dǎo)航技術(shù)需解決的關(guān)鍵問題。

3.2 仿生模型的提取及傳感器設(shè)計(jì)

利用傳感器對(duì)大氣偏振光進(jìn)行有效探測(cè)，是利用偏振光信息進(jìn)行導(dǎo)航的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。

3.3 傳感器及導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)高精度的偏振光導(dǎo)航傳感器，是實(shí)現(xiàn)偏振光導(dǎo)航的目標(biāo)之一。偏振光導(dǎo)航傳感器的設(shè)計(jì)包括光電接收模塊，信號(hào)處理模塊，數(shù)據(jù)采集模塊和角度計(jì)算模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。其中，光電接收模塊設(shè)計(jì)的好壞直接影響導(dǎo)航試驗(yàn)平臺(tái)的適用性和精度，因此高精度偏振光傳感器的設(shè)計(jì)是利用大氣偏振光進(jìn)行導(dǎo)航應(yīng)用的前提。

3.4 傳感器的三維姿態(tài)測(cè)試技術(shù)研究

傳統(tǒng)偏振光導(dǎo)航技術(shù)只能提供二維航向信息，如何利用偏振光傳感器實(shí)現(xiàn)載體的三維姿態(tài)測(cè)量，是偏振光導(dǎo)航技術(shù)實(shí)際應(yīng)用需解決的關(guān)鍵問題。

3.5 偏振光/慣導(dǎo)組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究

偏振光輔助慣性的組合導(dǎo)航系統(tǒng)中存在著各種類型和特性的干擾，必須對(duì)這些干擾進(jìn)行有效處理，才能提高組合系統(tǒng)的導(dǎo)航精度和可靠性。在確定的硬件環(huán)境中，從軟件和算法的角度研究各類多源系統(tǒng)抗干擾濾波方法，是提高慣性/偏振光組合導(dǎo)航系統(tǒng)精度及可靠性的一種有效方法。因此，建立高精度的組合導(dǎo)航模型并設(shè)計(jì)有效的多級(jí)容錯(cuò)濾波算法是實(shí)現(xiàn)慣性/偏振光組合導(dǎo)航系統(tǒng)的高精度和高可靠性的關(guān)鍵技術(shù)。

4 結(jié)論

偏振光導(dǎo)航是一種基于自然特性的新型仿生導(dǎo)航方式，其與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行組合，對(duì)解決陌生環(huán)境下的自主導(dǎo)航與定位的科學(xué)問題具有重大指導(dǎo)意義。但是在偏振光導(dǎo)航的實(shí)際應(yīng)用中，還存在一些關(guān)鍵技術(shù)問題需要解決，如大氣偏振模式及其分布，大氣偏振光信息的有效檢測(cè)方法，偏振光導(dǎo)航傳感器及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，偏振光三維姿態(tài)測(cè)量和慣性/偏振光組合導(dǎo)航系統(tǒng)等。解決上述關(guān)鍵技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)自主性強(qiáng)，隱蔽性好的偏振光導(dǎo)航系統(tǒng)并與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行組合，必將成為自主導(dǎo)航領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

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Atmospheric Polarization Navigation Technology

LIU Jun,TANG Jun,SHEN Chong
(National Key Laboratory for Electronic Measurement Technology,Key Laboratory of Instrumentation Science&Dynamic Measurement,Ministry of Education,School of Instrument and Electronics,North University of China,Taiyuan 030051,China)

In order to overcome the current disadvantages of navigation technologies in the battlefield applications nowadays,developing other novel navigation methods especially bio-optical navigation methods is one of the important development trends.In this paper,the insect optical navigation mechanism is introduced and analyzed,and the development trends of atmospheric polarization navigation technology are discussed.Finally,the key problems during the development process of atmospheric polarization navigation technology are proposed.

Bionic technology;Atmospheric polarization;Polarization navigation;Inertial/polarization integrated navigation

U666.1

A

2095-8110（2015）02-0001-06

2014-12-05；

2015-01-07。

國(guó)家杰出青年基金（2012CB723404）；國(guó)家自然科學(xué)基金（91123016,61171056）

劉俊（1968-），男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事微納慣性器件方面的研究。E-mail:liuj@nuc.edu.cn