本文主要的工作是设计并实现一种基于偏振光传感器导航性能测试的四旋翼实验平台,首先完成了平台的硬件软件搭建和测试,然后搭载偏振光传感器进行了飞行实验,通过对偏振光传感器测量的航向角数据进行分析,进而测试偏振光传感器在实际导航中的性能。本文首先介绍了四旋翼的导航算法。实验平台通过姿态角从地坐标系转换到机体坐标系得到方向余弦矩阵及其微分方程,利用陀螺仪和加速度传感器测量的数据对方向余弦矩阵更新,解算机体姿态角；采用互补滤波算法,处理姿态信息,降低加速度传感器的运动加速度噪声和陀螺仪的漂移误差；根据PID控制算法,设计姿态、高度、航向保持控制回路。实验平台硬件部分采用模块化设计,处理器模块采用ATmega2560芯片；传感器模块包括陀螺仪、加速度传感器、气压高度计、GPS、地磁传感器和偏振光传感器；传输数据模块主要负责机载平台与地面站的实时通信；接口电路模块负责外接设备与处理器通信；电源模块为整个系统供电。实验平台软件部分根据功能不同亦采用模块化设计,主要包括程序初始化模块、传感器数据采集模块和数据传输模块,其中传感器数据采集模块包括偏振光传感器、地磁传感器、陀螺仪、加速度传感器、气压传感器和GPS。在主程序运行时,根据任务要求调用不同模块。在搭建完成整个系统硬件和软件的基础上,对四旋翼实验平台的飞行性能和偏振光传感器的导航性能进行测试。通过观察分析实验数据,可得出以下结论：该实验平台机械结构稳定、可扩展性强、控制响应迅速、飞行稳定,可作为一个较为理想的实验平台；偏振光传感器测量的航向角数据与参照传感器航向角数据进行对比,结果表明偏振光传感器测量精度较高、抗干扰能力较强,在飞行导航中具有很好的应用前景。