仿生偏振光导航是一种依赖于大自然中稳定的天空偏振分布模式的自主导航方式,具有抗干扰能力强、完全自主和误差不随时间累积等优点。现有的仿生偏振光导航传感器根据其感光元件的不同可分为光电二极管型和CMOS图像传感器（CIS）型。CIS型偏振光传感器由图像传感器、多通道偏振器和光学镜头组成,由于其瞬时视场误差较小,且每次可获得较多偏振信息,因此鲁棒性和适应性有更大的提升空间。但现有的CIS型偏振光传感器大多由图像传感器模块和开发板搭建而成,存在体积较大元器件冗余的问题;且由于制造工艺的限制,CIS光电转化偏差和金属纳米光栅的透射率偏差是影响传感器测角精度的主要因素,但现有的标定方法标定参数不够具体,鲁棒性和适应性有待提高。为解决上述问题,本文首先设计了一款集成化的CIS型偏振光导航传感器,主要由光学镜头、四方向金属纳米光栅、CIS和微控制单元（MCU）组成,传感器元器件集成度高、体积小、无元器件冗余;然后根据偏振光传感器各元器件的性能模型,提出了一种新的全参数标定方法,可对所有像素点位置金属纳米光栅米勒（Mueller）矩阵中的各个性能参数及CIS的增益和暗电流进行精确求解,从而达到标定的目的;并在此基础上根据传感器输出图像的数据特性提出了基于众数的有效区域提取算法,充分利用所有素区域中原始光强和消光比数据的统计规律提取出传感器的有效解算区域,从而剔除传感器感光面的缺陷区域和不均匀区域,降低传感器偏振角解算误差;最后搭建了室内外实验平台,并进行了传感器的室内外验证实验,证明了传感器性能及上述标定及区域提取算法的有效性。室内外实验结果表明,全参数标定算法能够精确求解出传感器的各性能参数,可有效提升传感器的偏振角解算精度和鲁棒性,且标定过程中获得的消光比图能够反映出原始光强图中无法表现出来的光栅缺陷,因此本文提出的基于消光比图和原始光强图众数的有效区域提取算法可以更加准确的剔除传感器感光面上的缺陷区域和被遮挡区域,进一步提升了偏振角解算精度。