従来の点光源型偏光センサーに存在する多チャネル間の一貫性誤差問題を解決し、偏光測定装置の角度測定精度と信頼性を向上させるために、高精度の走査式天空偏光検出システムを構築した。大気の偏光パターン分布規則と偏光光検出原理に基づき、精密な回転台を用いて偏光板を回転させる。回転台の位置決め精度は偏光角度の測定精度に直接影響し、エンコーダーから得られる原データを処理して高分解能かつ高精度の角度情報を偏光情報算出時の位相参照として利用する。離散角度位置での偏光光強度データを収集し、線形最小二乗法でデータをフィッティングし理論的な偏光応答モデルを得て偏光角度を算出する。次に、キャリアの位置決めシステムから得られるリアルタイムの時間および緯度経度情報により、地理座標系下の太陽の理論方位角を計算し、システムはリアルタイムにキャリア座標系下の太陽観測方位角を取得・算出する。最後に、上記2つのデータを統一された時間軸に合わせ、時間偏移を変数として逐一点で比較・統計解析を行い、システムの角度測定精度と安定性指標を算出する。室内および晴天の屋外環境でそれぞれ実験を行い、その結果、本偏光検出システムの室内での角度測定精度は±0.01°、屋外環境では±0.02°に達し、その高精度かつ有効性を実証した。

生物模倣ナビゲーション;偏光検出器;走査式;単一チャネル