伴随着我国经济社会的持续快速发展,对石油、煤炭和金属等地下矿产资源的需求与日俱增,工程地质勘探的规模也日益扩大。相比较其他物探方法,电磁勘探具有成本低、效率高、适应性强的优势,在物探领域具有广泛的应用价值。而我国地质地貌复杂多变、崎岖山林地形不利于大型仪器的作业；工程地质勘探如工程选址、地基监测、金属管线探测、地下溶洞检测等,对仪器的探测速度、精度及轻便性有较高的要求。综上所述,研究具备实时性好、探测速度快、精度高、装备轻便的电磁探测仪器具有重要的实际意义。传统时间域或者频率域电磁勘探方法的缺点是抗干扰能力差、精度差、效率低。为了提高信噪比和测量精度,往往需要采用增大供电电源功率或者采用增加观测次数的方法。近年来,基于伪随机序列的系统辨识技术在信号检测领域得到了广泛的应用,伪随机序列的产生方法简单直接,随机特性明显,具备良好的系统辨识与压制噪声的能力,是一种高精度的信号检测技术,其一个周期的观测能同时获得传统时间域和频率域的观测结果。本论文研究基于m序列伪随机信号的电磁勘探系统设计及采集数据的实时处理的方法,论文的主要工作包括三大部分：第一部分中,首先对伪随机序列系统相关辨识理论进行了基础性研究。详细了解伪随机序列系统相关辨识检测技术的原理,m序列伪随机信号的特点。在此基础上,采用工程软件Matlab仿真分析m序列的频谱与自相关函数特性,说明其作为电磁勘探系统场源信号的优点。第二部分中,主要是电磁探测系统发射机与接收机样机的设计与实现。发射机改进了功率驱动模块的设计,增加吸收回路改善关断效应,实现了伪随机m序列信号的发送。接收机的设计以FPGA为设计载体,采用24位A/D采集技术与双级程控放大滤波去噪,实现电磁信号的高分辨率采集。接收机采集的数据可通过USB2.0高速传输至PC端,也可采用触控屏实现人机交互,采集的数据存储在U盘或SD卡中。第三部分中,主要为采集数据的实时处理研究。首先对m序列相关计算如何实现去噪并辨识出系统的脉冲响应进行了相关的仿真研究。之后介绍了伪随机m序列的产生原理及FPGA产生的实现。最后讲述基于FPGA的消噪同步叠加平均算法的仿真分析与实现,其与相关辨识相结合大大提高伪随机勘探中接收机检测微弱信号的精度。本论文设计的伪随机序列电磁探测系统以高精度、实时性与轻便性为研究目标,实现了样机与相关数据处理方法的预研。为验证样机的性能指标,首先在实验室中进行样机各部分模块的功能测试,之后在野外做了多次联合测试,测试结果表明：样机达到了前期设计指标。