偏振光导航是以太阳光为信息载体的天文导航方法，具有不易受电磁或人为干扰、全天、全球化优点。对无人机及水下航行器在弱或无卫星导航信号的陌生环境下实现自主导航与定位。

偏振光导航的原理是太阳光在大气中传播时，其偏振度以天顶为轴心对称分布，随距离太阳角度的增加而升高，在距离太阳90度的位置时偏振度达到最大值，然后再向反太阳的位置不断减小，其对应的电场矢量与当地太阳子午线呈现逆对称分布。因此，某观测点上的偏振信息在时间、地点、观测方向的共同作用下具有唯一性。在天文坐标系中，由观测者所在位置的经纬度、观测日期以及观测时刻，获得当前时刻的太阳高度角和太阳方位角。因此，通过时间、地点可以唯一确定太阳子午线在本地地理坐标中的投影方位，同时，天空偏振矢量是以该时刻、该地点的太阳子午线为轴对称分布的。通过对天空自然光偏振信息进行检测，解算出太阳子午线与运动载体所成的夹角，再结合该时刻该地点的太阳方位角在地理坐标中的确定性，运动载体与太阳子午线所成的夹角即可转化为运动载体在地理坐标中的方位角。

海洋散射光的偏振分布信息包含海洋下行辐射率峰值方向信息，间接包含有太阳的位置信息。因此，也可通过测量海洋散射光振动方向的方法确定太阳的位置，然后利用单天体方式进行定位、定向。