磁通门传感器是一种基于软磁材料非线性特性工作的矢量磁场测量设备,具有灵敏度高、可靠性好、结构简单、功耗低等优点,被广泛应用于地质勘探、导航、空间技术等领域。传统的磁通门传感器基于模拟电路设计,容易受周围环境的影响。随着计算机与信息技术的飞速发展,磁通门传感器更加追求小型化和数字化。由于国内的磁测装备研究起步较晚,导致高精度的地面与星载磁通门传感器主要依赖于进口,极大地限制了磁测技术的发展。本文从磁通门传感器的原理出发,对高精度数字地面与星载磁通门传感器进行系统性的研究,试图在磁测装备的研究方面有所突破。本文的主要工作及创新总结如下:（1）建立了基于环形磁芯型磁通门传感器的数学模型。采用软磁材料的简化磁滞回线,推导出感应电压二次谐波分量的幅值与被测磁场的关系,并以此作为高精度数字磁通门传感器研制的理论依据。（2）设计了采用数字闭环反馈实现高精度磁场测量的磁通门传感器新架构。从磁通门探头的结构出发,分别对磁芯、线圈、骨架、外壳等部件进行了设计优化,以现场可编程门阵列（FPGA,Field Programmable Gate Array）作为主控芯片,分别对激励电路、感应电路、反馈电路和数据采集电路等进行协调控制,使得新架构的磁通门传感器在±65000nT的量程下,得到0.05nT的分辨率。（3）设计了可灵活调节采样率输出的数字抽取滤波器专用集成电路。此电路可以完成抽取、滤波等数字信号处理工作,给出不同采样率的高精度数字输出。（4）发明了一种产生高精度磁场的装置,以解决微弱磁场下的标定难题。该装置将有源磁场标定系统中心的磁场精度从±5nT提高到±0.5nT。（5）完成了高精度数字磁通门传感器样机,并以此样机为基础成功研制出用于XXX卫星姿轨控中微振动检测系统（通过所有星载认证,待随星发射升空）。高精度数字磁通门传感器样机达到±65000nT的量程、1.0×10^-5的三轴线性度、7.393pT·Hz^-1/2@1Hz的噪声水平和0.05nT的分辨率。基于高精度数字磁通门传感器的星载微振动检测系统,能够检测小于0.05°的微小低频振动,满足XXX卫星姿轨控系统的需求。