【摘要】为提高天空偏振模式探测的稳定性，该文通过分析天空偏振光分布模式和Stokes矢量解析模型，设计了一种基于三目偏振相机的天空偏振模式探测试验装置。该装置克服了传统的天空偏振模式探测装置低效和密封性差的问题，适用于雨天和海洋表面的偏振光探测工作。三目偏振相机的偏振角度为0°、60°、120°，通过求解Stokes矢量解可求出目标观测点处的偏振度和偏振方位角，分析了天空偏振模式图中偏振方位角（angle of polarized elevation， AOE）和偏振度（degree of polarization， DOP）的分布规律。实验结果表明：偏振度和偏振方位角关于中性点呈有规律的对称分布，该装置能有效探测天空偏振模式，为偏振导航技术提供有力的技术支持。