为了满足偏振光定位的实时性要求，设计了基于STM32的偏振光定位系统，实现了偏振方位角数据的同步采集，降低了系统数据总线的复杂程度及上位机接收数据的复杂度，同时也解决了太阳高度角和方位角的双解问题。首先根据偏振光定位原理设计了4个偏振方位角采集模块，用来采集天空中4个观测方向的偏振方位角，每个偏振方位角采集模块的精度可达±0.2°；其次，设计了太阳方向矢量判断模块，用来解决偏振矢量的180°二义性造成的太阳高度角和方位角的双解问题。实验结果表明：偏振光定位系统可以得到正确的太阳高度角和方位角,并且适用于全天定位;在约55 min的实验中，地理经度和纬度的最大误差分别为±1°、±1.5°；偏振光定位系统满足实时性的要求，定位精度稳定，可以应用于实际定位。