太阳光在通过大气层时,受到各种气体分子和气溶胶粒子的散射作用,改变了光的偏振特性,形成相对稳定的大气偏振信息分布规律,即大气偏振模式。偏振光仿生导航是一种以大气偏振作为信息源的自主导航方式,具有较好的实时性及抗干扰能力。大气偏振中性点是描述大气偏振模式的重要参量,是实现偏振光仿生导航的关键要素之一。本文以大气偏振模式的获取方式为出发点,针对现阶段大气偏振模式探测设备结构比较复杂,成本较高等缺点,提出大气偏振的便携式测量方法。具体内容如下:首先,文中介绍了大气偏振模式的相关理论,提出了大气偏振模式的便携式测量方法。该方法将可旋转的线性偏振片固定在手机镜头前,用手机相机作为探测器,实现对大气偏振信息的测量。文中运用便携式测量方法探测了晴朗时天空中的大气偏振模式,计算了斯托克斯矢量,得到了大气偏振角图像和大气偏振度图像,通过伪彩色处理,获得了更为直观的大气偏振模式分布规律。该方法具有易操作、易便携的优点,能够实现大气偏振模式的快速测量。其次,本文通过对理论模型进行仿真,验证文中提出的大气偏振便携式测量方法。文中根据Rayleigh散射和单次散射的相关理论,建立了大气偏振分布模式的理论模型,得到了大气偏振角和大气偏振度的理论分布伪彩色图像,通过对比便携式方法测量的大气偏振信息与理论结果,得到中性点位置偏差值为(2.4°±2.6°,1.4°±0.8°),证明了大气偏振便携式测量方法可以实现大气偏振模式的探测。最后,本文探讨了大气偏振便携式测量精度的主要影响因素。文中从便携设备、地理位置、云层厚度及连续时间这四个角度出发,设置了大气偏振模式探测实验。文章通过对比便携式测量的中性点位置与理论结果间的偏差,发现不同便携设备对中性点位置测量的影响很小;检测了桂林、长春两地的大气偏振信息,发现地理位置的改变不影响便携式测量方法的使用;中性点位置会随着太阳位置的改变而变化;云层厚度的增加一定程度上会使天空偏振角的分布发生扭曲,但依旧可以观测到中性点的大概位置,得到大气偏振分布规律。