在未来信息化战争中,卫星拒止条件下,现有装备无法满足在复杂环境中实现高精度导航定向的需求。与此同时,无人系统对独立于卫星导航的全自主、高精度、长航时的导航需求也愈加迫切。自然界部分生物可以从自然界的偏振光、地磁场等环境中提取自身运动的航向、姿态等信息用于导航。这种本领具有全自主、抗干扰、测量误差不随时间累积等特点,可以有效改善当前导航系统中定向误差累积,环境适应性不强等问题。因此,研究偏振光地磁复合定向算法,对解决弱、无卫星环境下自主导航与定位具有重要意义。本课题对偏振光/地磁/微惯性组合定向方法展开研究,该方法以自然界中生物具有的导航本领为启示,借鉴国内外同行在仿生学研究和机器人导航领域的基础性成果,为无人作战平台的自主导航提供解决方法和手段。本文以微小型无人飞行平台为应用背景,在软件算法上使用扩展卡尔曼滤波算法对偏振光罗盘/地磁仪/MIMU信息进行信息融合,完成航向角的最优估计,在以TX2为核心的硬件平台上集成偏振光罗盘、地磁仪、微惯性测量单元等传感器,通过基于C++的多线程交互编程予以最终实现。本文的目标主要从三个层次予以完成和实现:（1）从大气偏振光定向原理出发,利用偏振光传感器采集的大气偏振光信息实现对载体基于大气偏振光信息的定向;利用地磁仪,得到载体基于地磁信息的定向;利用微惯性测量单元,得到载体对自身航向的估计;（2）利用卡尔曼滤波方法将三种不同信息源的航向信息进行融合,得到载体航向的最优估计;（3）在TX2硬件上集成硬件并基于C++实现组合定向算法编程,通过无人机搭载实验予以验证。