偏振探测作为一种重要的探测技术，能够提供传统的强度探测所无法获取的斯托克斯矢量、偏振度、偏振角等信息，增加被探测目标的信息维度，在大气遥感、目标识别、医学诊断等领域具有重要的应用价值。本文针对中远距离目标强度与偏振信息探测的项目需求，根据斯托克斯偏振探测原理，采用时序偏振探测技术，设计并实现了多光谱偏振信息探测系统，系统实现了中远距离目标多光谱强度探测与偏振信息探测的功能。本文的主要研究内容包括：(1)针对中远距离目标的强度信息和偏振信息探测的项目需求，设计实现了多光谱偏振信息探测软硬件系统。分析了斯托克斯偏振探测的原理，在充分调研现有偏振探测技术的基础上，根据项目需求采用了时序偏振探测技术，设计了探测系统的总体硬件框架，采用模块化的方法开发了系统软件平台，构建了偏振信息探测实验数据库，实现了不同时间、地点、天气和光谱等因素影响下的实验数据管理。(2)在完成探测系统软硬件基础上，针对影响探测系统准确性的主要因素，设计了定标方法。通过室内实验完成了光谱谱段、光谱辐射响应度、CCD响应均匀性、不同偏振化方向响应度以及偏振化方向非一致性定标实验，建立了系统输出信号与实际目标信息之间的定量关系。(3)利用多光谱偏振信息探测系统，开展了室外目标多光谱强度探测与偏振信息探测实验，获取了目标在不同波长下的强度与偏振信息。实验结果表明：在轻雾、大雾和中雨等天气条件下，847nm波长比全波段具有更强的探测能力，在雾天，847nm波长下的偏振角信息能保持更好的目标特性。