大气偏振模式蕴含丰富的信息,通过对大气偏振模式分布特征的检测和演算,可获得空间方位、地表特性以及大气成分等信息,对偏振光导航、生物偏振感知机理、大气光学特性分析以及遥感探测等研究具有重要意义。本文针对大气偏振模式∞字形特征分布受中性点的影响进行了研究和分析,基于Berry偏振场奇点理论,分别对理想和实际大气环境下的大气偏振模式的∞字形特征分布进行了分析,并且,设计了太阳位置定位跟踪算法,完成了全天域大气偏振模式测量防护系统的自动控制,解决了在开展外场测量实验时,太阳直射光对全天域大气偏振模式测量装置造成的过曝光问题。本文的主要研究内容如下:(1)针对理想的单次散射大气偏振模式模型无法描述中性点的问题,以偏振场奇点分裂理论为基础,开展了中性点对大气偏振模式∞字形特征分布影响的建模分析,实验结果表明,大气偏振模式∞字形特征分布因中性点的存在,导致∞字形的叶瓣蜷收、翻转特性产生了扭曲、退化和偏移。(2)为了解决太阳直射光对全天域大气偏振模式测量装置造成的图像过曝光问题,设计了太阳位置定位跟踪算法,完成了全天域大气偏振模式测量防护系统的自动控制,实现了防护系统对太阳直射光的实时遮挡,解决了采集图像时的过曝光问题,从而为无人值守式的大气偏振模式观测实验提供了防护功能。(3)开展了不同时间、不同波段下的大气偏振模式实测实验,实验验证了实测的大气偏振模式∞字形特征分布受中性点的存在而对叶瓣变化特性的影响与理论实验结果一致,并且,中性点由于波段的不同,其实际位置也会发生变化,其中405nm波段下的中性点分布与理论的更接近,同时,此波段下的∞字形特征分布受中性点的影响也与理论实验结果更为接近。