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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学申请的专利一种基于改进偏振场奇异点模型的仿生偏振光航向测量方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116045979B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211409181.4，技术领域涉及：G01C21/20；该发明授权一种基于改进偏振场奇异点模型的仿生偏振光航向测量方法是由范世伟;李广民;高伟;于飞;夏秀玮设计研发完成，并于2022-11-11向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于改进偏振场奇异点模型的仿生偏振光航向测量方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于改进偏振场奇异点模型的仿生偏振光航向测量方法。首先完成图像式仿生偏振光传感器与高精度光纤惯导系统的初始化。其次，仿生偏振光传感器采集图像并传输到上位机求解观测矢量和偏振度和偏振角信息。然后，利用奇异点修正系数构建全天空偏振模式的改进偏振场奇异点模型。根据偏振光传感器系下的太阳方位角、太阳高度角、大气浑浊度参数、及修正系数构成的矢量，计算单个像素对应的偏振角和偏振度。将偏振角信息从传感器坐标系转换到观测子午面坐标系。最后，构建最小化目标函数，并利用最小二乘优化方法求解偏振传感器系下的太阳方位角，结合世界坐标系下的太阳方位角，最终求解航向。本发明解决了现有图像式偏振光传感器航向测量方法均基于单次瑞丽散射模型，无法适应气溶胶较厚及太阳高度角较高的天气情况，而且现有天空偏振模式表征模型均存在计算量大、表征能力差等问题。

本发明授权一种基于改进偏振场奇异点模型的仿生偏振光航向测量方法在权利要求书中公布了：1.一种基于改进偏振场奇异点模型的仿生偏振光航向测量方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一：安装图像式仿生偏振光传感器与高精度光纤惯导系统，完成启动、预热准备、初始对准，以高精度光纤惯导惯导系统输出航向为参考值对仿生偏振光传感器的航向测量结果进行评估； 步骤二：仿生偏振光传感器采集图像并传输到上位机求解观测矢量和偏振度和偏振角信息；光的偏振态可用斯托克斯矢量描述为 式中Ipk,k=1,2,3,4表示四个偏振通道的光强输出，则偏振单元的偏振角AOP和偏振度为 步骤三：利用位置修正系数对原始偏振场奇异点模型中的中性点位置进行修正，从而构建全天空偏振模式的改进偏振场奇异点模型wix， 式中i为当前观测矢量的索引，表示当前时刻偏振光传感器系下的太阳方位角α、太阳高度角β、大气浑浊度参数A、及修正系数k1、k2构成的矢量，为观测矢量在xoy平面投影点的复数表示形式，为初始的中性点坐标绕z轴一定角度后的坐标值，该角度为旋转传感器坐标系下的太阳矢量的方位角一半，即α2，为当前观测矢量对应地平面上投影圆的半径； 步骤四：对鱼眼偏振相机的单个像素进行去畸变操作，从而获得观测向量与像素点u,v的对应关系，此时偏振光传感器的每个像素u,v都会对应一个观测矢量OPi及相应的偏振矢量，则某观测向量OPi对应的偏振角和偏振度为构建的改进偏振场奇异点模型表示的复数形式全天空偏振模型的虚部和实部表示； 步骤五：为了获得观测子午面坐标系下的偏振角信息需要进行一定的转换，用测量AOP减观测矢量的方位角，获得观测子午面下的偏振角，Ψi表示传感器系下的AOP，表示当前观测矢量的方位角，传感器的AOP测量值同样需要进行处理 ，Ψmi为传感器系下的实测值，为子午面坐标系下的实测值； 步骤六：利用当前参数下的理论AOP值和实测AOP值构建最小化目标函数，并使用Powell最小二乘优化算法求解该目标函数，从而得到估计的偏振传感器系下的太阳方位角α，根据当地的地理位置和时间即可求得世界坐标系下的太阳方位角αs，当前时刻的航向角即可通过二者做差求出，航向角的求解存在180°的模糊度，可以通过其他导航系统给出的值进行判定。

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