海洋做为地球未完全开发的资源,将成为本世纪的热点,因此水下潜航器在科学考察、军事、商业等方面都将具有非常大的应用前景,而实现水下长时间且高精度的自助导航是目前水下潜航器必须突破的关键技术,也是导航领域研究的难点及亟待解决的问题。由于地磁场模型的建立,因而可利用地磁场数据库来实现地磁场匹配技术,但是目前主要使用的单地磁要素的匹配导航的精度较低。针对水下导航技术的问题,本文在对地磁导航和磁场检测进行大量调研的基础上,选取多地磁要素导航作为地磁导航方法,提出了一种检测多个地磁要素的便携式设备方案。整体设备以检测多个地磁要素为目标,选择磁通门传感器作为磁场检测器件,并在整体设备中加入惯性导航模块。通过对磁通门和惯性测量单元数据的计算,最终得到地磁场总量、垂直分量和水平分量。为实现对磁场要素的检测,研制出基于电磁感应原理的三轴磁通门检测系统,主要有以下部分:磁通门探头、激励电路、惯性模块、感应电路及微处理器。本文首先对磁通门原理进行了详细的阐述,并在此基础上,根据地磁场微弱磁场的特性,制备出陶瓷材料的环形磁通门传感器,设计出激励电路和基于二次谐波的感应电路,最后由单片机将采集到的磁场信息和惯性测量单元所得偏角信息进行计算,得出水平分量、垂直分量和总量。系统测试实验表明,单分量磁场检测系统灵敏度为0.0633 mV/nT;线性度为3.8%,噪声为13 nT,基本达到检测要求。同时,本文对整个系统所存在的零点误差、三轴正交误差、惯性测量单元偏角误差等进行了相应的分析,并提出本设计的后续工作和发展方向。