随着我国特高压电网建设进程的加快,对输电线路故障诊断技术提出了更高的要求,利用测量空间磁场来进行输电线路短路故障定位和短路类型诊断的方法越来越受到专家学者的认可,而传统的磁场测量仪器难以满足空间动态磁场的测量要求。以基于超磁致伸缩材料(Giant magnetostrictive Material,简称GMM)的光纤光栅(Fiber Bragg Grating,简称FBG)传感器为代表的光学传感器已成为电力系统电流和磁场研究的热点,本文在对FBG和GMM进行了理论研究的基础上,提出了一种基于GMM-FBG传感器三维磁场测量的方法,主要研究工作包括:综合分析FBG和GMM传感原理以及材料特性,建立FBG的应变传感模型;鉴于GMM的磁滞非线性是影响其传感性能的主要因素,研究了基于Jiles-Atherton的GMM磁滞非线性传感模型,并在此基础上构建考虑磁滞的GMM-FBG磁场传感器的传感模型。设计基于GMM-FBG的三维传感器,并进行传感器的结构参数设计计算及元件选择。运用有限元分析软件COMSOL Multiphysics对单轴传感器进行电磁场、结构力场仿真计算,分析传感器结构、材料属性和预应力对传感器内超磁致伸缩棒性能的影响,通过数据分析进行相应参数的优化。对造成三维磁场传感器误差的因素进行了研究,建立三磁场维传感器校正模型,分析零偏、灵敏度和轴非正交对转向差的影响程度。提出一种改进遗传算法,改进交叉、遗传算子,并运用标准遗传算法和改进遗传算法进行误差模型参数进行估计和对比分析,验证改进遗传算法对三维磁场传感器误差的校正有良好效果。在理论分析的基础上搭建相应的实验系统,实验研究了GMM-FBG传感器的性能,并对实验中的三维传感器进行中心波长的标定和误差校正分析。