航磁梯度测量系统作为一种有很大应用潜力和广泛应用前景的技术，越来越多地应用在地质勘探、地球物理勘探、矿藏勘探、军事磁探测等领域中。随着电子技术以及微处理器技术的发展，航磁梯度测量系统必定向数字化、小型化、智能化的方向发展。氦光泵磁力仪作为航磁测量系统的核心部件之一，它的性能的提高对整个航磁梯度测量系统具有重要的意义。随着整个系统向数字化、小型化、智能化的方向发展，模拟式的氦光泵磁力仪测量系统已经不能适应系统的需要，这就需要把原来模拟式的氦光泵磁力仪设计成数字式的氦光泵磁力仪。本文介绍了航磁梯度测量系统的整体结构和其中已经在使用中的各种磁力仪的原理，详细论述了本航磁梯度测量系统中用到的一种磁力仪——跟踪式氦光泵磁力仪的硬件及软件设计。本文首先介绍了航磁梯度测量系统的整体结构框图，并在此基础上详细分析了光泵磁力仪的工作原理，同时介绍了磁通门磁力仪、质子磁力仪等其它磁力仪的工作原理。在系统工作原理的章节中，还用数学方法说明了梯度测量的概念。最后，详细介绍了跟踪式He~4光泵磁力仪的软硬件设计，和上位机上的一种嵌入式图形界面显示工具(MiniGUI)的安装和编程，此后对用此He~4光泵磁力仪采集得到的数据进行分析。