导航定位技术是随着人类政治、经济、文化不断发展出现的研究领域,其关键技术涉及到电子信息技术、计算机科学、图像处理技术、检测技术等众多学科的前沿研究领域。作为最常用定位手段的GPS,虽然有着不可比拟的优势,但GPS这种依赖导航卫星的特性,导致一旦卫星失效、GPS信号被干扰被欺骗等情况出现,载体就会失去其导航定位信息；作为最常用的自主导航定位手段的惯性导航系统和天文导航系统,虽然抗干扰能力强,但惯性导航在长时间运行后有累积误差,且只能获取相对于初始点的相对位置而不能获得绝对位置；天文导航则有计算量大、设备复杂,大气层内的星光强度在白昼较为微弱,不太适合大气层内低空飞行器和陆用车辆完成导航任务等缺点。研究发现,很多昆虫都能够利用大气的偏振信息进行导航。然而,由于偏振光导航传感器只能获取天空偏振光的偏振角和偏振度,将偏振角作为路径积分的方向信息进行导航,或者作为GPS、惯性导航组合导航系统的一部分,因此并不能独立自主的获取载体的地理位置信息。针对目前仿生偏振光导航定位技术的缺点,同时又能克服GPS对卫星的依赖、惯性导航系统的累积误差、天文导航不适合低空和陆地使用的缺点,本文在利用天顶偏振方位角的基础上,结合载体的航向信息和太阳与地球的相对位置关系,提出了一种基于偏振光的仿生定位方法。具体的研究内容如下：1)对导航定位技术的历史、非自主导航定位技术和自主导航定位技术的工作原理和研究现状做了详细的总结。对沙蚁利用天空偏振光信息进行导航的生物学机理、以及仿生偏振光导航定位技术的发展现状进行了深入的归纳和阐述。了解了仿生偏振光定位面临的问题和难点。2)提出了一种基于偏振光的仿生定位方法。该方法利用天顶大气偏振方位角信息、载体航向信息和地球太阳相对位置关系进行定位,获得相对可靠的地理位置信息。3)针对这种基于偏振光的仿生定位方法,提出了定位误差的数学模型并进行了相应的误差分析。根据该数学模型,针对在不同影响因素条件下对定位误差进行了仿真实验和结果分析。4)利用实验室已有的实验仪器组合搭建了基于偏振光的仿生定位系统的实验平台,对该定位方法进行了实验验证。实验平台通过实验室自主设计的三相机天空偏振角测量模块采集实验平台天顶的大气偏振光方位角、OCTANS INS获取航向信息和天文历获取太阳赤纬和均时差来解算实验平台的经纬度。户外实验验证了该定位方法的可行性和有效性,并根据实验结果总结了目前该仿生自主定位方法的优势和不足,也为进一步的研究指明了方向。