偏振光导航因其无累积误差、自主性强、不易受到外界干扰且系统简单等优点而得到科学工作者们的青睐。科学工作者们对能够利用天空中偏振光分布模式进行导航的昆虫,如沙漠蚂蚁、蜜蜂等进行了研究,并模仿这类昆虫的视觉神经系统搭建了偏振光导航传感器,而微型化、集成化无疑会是未来传感器发展的趋势。MEMS技术的兴起和发展,加速了传感器的这种发展势头。本文在前人的研究成果基础上,模仿沙漠蚂蚁的视觉神经系统设计了新的偏振光导航传感器。本偏振光传感器的硬件系统主要包括偏振光检测模块、控制处理模块以及电源模块,其中,偏振光检测模块结合了利用纳米压印技术、金属蒸镀工艺等制作的集成光电探测器,完成了偏振光检测和光电转换,控制处理模块以MSP430单片机为控制处理核心。设计了偏振光导航程序,实现了采集、处理数据以及与PC机通信的功能。还将本偏振光导航传感器搭载在室内外测试平台上进行了性能测试,传感器室内精度在±0.9°以内,进行了误差补偿后降至±0.15°,室外精度在±1.5°以内。测试结果表明,本文的传感器具有良好的精度、稳定的输出,能够满足导航需求。此外,基于LabVIEW设计了应用于上位机的数据通信界面,该界面能够实时地以数值和波形两种方式显示传感器传输的数据,并且能够显示电子罗盘传感器的传输信息,为下一代组合导航传感器提供了接口。本文设计的传感器具有体积小、功耗低、精度较高、性能稳定、便于小型无人机搭载等优点,并且制造成本低、安装简单,具有很好的市场发展潜力。