为研究曙暮光时分天空的偏振模式, 确定了太阳光偏振模式与月光偏振模式在曙暮光时分天空偏振模式形成中所起的作用。首先基于Rayleigh散射理论, 运用matlab对太阳光与月光的偏振模式进行仿真, 分析二者的差异性; 接着利用成像式全天空测试系统对曙暮光的偏振模式进行测试, 获取了晴朗天气下曙暮光偏振模式分布图; 最后将测试结果与太阳光和月光偏振模式分别进行对比, 基于中性点位置、中性点数量和子午线方向确定了太阳光与月光对曙暮光偏振模式的影响。结果表明: 曙暮光偏振模式测试分布图与太阳光偏振模式理论分布图更加接近,证明了太阳光偏振模式在曙暮光时分天空偏振模式的形成中起主要作用。

研究了气溶胶光学特性对天空偏振辐射的影响以获得实际的天空偏振分布模式。采用自主搭建的天空偏振辐射测量系统，于不同日期、同一地点在太阳子午面内进行了若干实验，分别测量了太阳高度角约为60°时，435～465 nm，535～565 nm，685～715 nm 3个波段光在散射角为90°时对应的偏振度和辐射强度。用大气压强、能见度等参数进行理论计算获得了气溶胶光学厚度。当气溶胶光学厚度在0.2～0.55间逐渐增大时，3个波段对应的最大偏振度分别从43%减小到22%、从41%减小到21%、从38%减小到19%，而对应的辐射量不断增大。实验结果表明：随着气溶胶光学厚度的增大，偏振度不断减小，尤其是对长波长，偏振度的衰减更明显，从而不利于偏振光导航。