磁异常探测技术可以推算出磁性目标与探头之间的位置信息,获得磁性目标的磁场信息,被广泛的应用在军事领域。最近几十年,磁传感器的材料工艺和制作工艺取得了极大的发展,磁探测的水平也在不断提高,计算机技术的应用也使得磁异常探测技术发展到了一个更高的水平,两者相互促进,共同推动磁异常探测技术在理论研究和工程应用方面不断突破。本文研究并设计了一款十字阵列的测量阵列系统,致力于基于磁偶极子模型的磁性目标定位研究,并利用磁梯度张量信息,降低目标姿态以及地磁场的影响。本文的主要研究工作为:定位算法研究,通过对磁性物体的磁场进行了模型等效分析,基于磁偶极子模型,使用磁梯度张量,研究推导了一种适合系统的单点反演定位算法,并根据该算法设计了一款测量阵列系统。阵列系统的研究包含:磁通门探测器选型、数据采集模块设计、阵列系统设计搭建、上位机软件设计。硬件设备包含三轴式磁通门传感器、基于AD7799芯片的数据采集模块、CAN总线传输线、包含软件系统的上位机等。整体采用24V供电,通过同步采集指令可实现测量磁性目标的磁梯度张量、磁场大小、位置信息等。数据采集模块接收到上位机软件的采集指令后,开始采集磁传感器产生的电压信号,对该信号进行同步实时采集和高速AD转换,通过CAN总线方式与上位机通信,经过上位机软件处理后最终以二维波形的方式显示出来。上位机软件采用Python和Matlab语言编写,能够实现采集的磁探测数据以波形的方式实时显示,并能够保存现有数据,通过编程实现的磁探测算法实现,对被测目标的位置信息定位。通过实验进行验证算法及系统可行性,设计实验使阵列系统测量磁性物体的位置信息,在上位机实时显示XYZ各轴的磁场数据和总磁场数据,并根据磁场数据,算出磁性物体的路径轨迹。