随着军事武器装备和民用磁信息获取的应用需求提升,发展具有高分辨率、高灵敏度、高正交性的三轴磁传感器具有重要意义。TMR三轴集成磁传感器采用了“磁变轨”等技术,在提升分辨力、三轴正交性、线性度等性能指标上具有明显优势。然而,三轴磁传感器的小型化、集成化会产生轴间误差问题（具体来源包括轴间多物理场耦合、敏感体安装偏差以及轴间磁调控参数差异等）,会降低磁传感器三分量解算精度。为此,本文开展基于TMR三轴集成磁传感器的轴间误差机理以及信号解耦方法研究,旨在降低TMR三轴集成磁传感器参数标定及解耦结果误差,以提升磁传感器三轴正交性、测量精度等。主要研究工作和创新点如下:1、系统分析了TMR三轴集成磁传感器轴间误差机理,建立了磁传感器解耦模型,仿真研究了影响磁传感器轴间误差的主要因素。基于TMR三轴集成磁传感器的结构及原理,分析了由磁传感器轴间多物理场耦合、磁敏感体安装角度偏差与轴间磁调控参数差异造成的轴间误差机理;研究了磁传感器测量磁场对输出信号的影响,建立了包含轴间误差因素的磁传感器数学模型。针对TMR三轴集成磁传感器轴间误差影响因素较多的问题,仿真分析了轴间补偿线圈耦合、敏感体安装角度偏差以及轴间磁调控参数差异等因素对磁场三分量解算精度及正交性的影响。仿真结果表明:轴间磁调控参数差异、轴间线圈耦合、敏感体安装角度偏差对磁场三分量解算精度的影响依次减小。基于仿真研究结果,明确了磁传感器参数标定及误差标定的指标需求。2、针对磁传感器解耦结果精度较低的问题,建立了一种针对TMR三轴集成磁传感器的高精度参数标定及磁场三分量解耦校正方法。针对目前磁传感器标定时由坐标系不固定、标定方法适用性较弱导致的变轨系数、敏感体安装角度偏差以及线圈参数标定结果精确性差的问题,提出了基于磁传感器姿态变化的参数标定方法;通过分析标定时引入的转台误差,建立了转台误差校正模型,实现了对磁传感器参数标定误差的修正,提高了结构参数标定精度;研究了磁传感器三分量解耦与正交性相关问题,建立了磁传感器解耦模型与三轴非正交度评判方法,完善了基于TMR三轴集成磁传感器的磁场三分量解耦方法。3、开展了磁传感器磁场解耦实验,验证了磁传感器模型的正确性与解耦校正方法的可行性。采用三轴无磁手动转台、高精度磁源以及高位数数据采集卡等设备构建了磁场解耦实验系统,设计并进行了解耦实验。对课题组制备的TMR三轴集成磁传感器进行了参数标定实验,实验结果表明,磁传感器变轨效率分别为31.81%、37.01%、31.21%、33.81%;磁传感器初始磁场分别为1856nT、582nT、-554nT、717nT,与磁传感器设计理论值接近。之后进行了磁场三分量解算实验,在磁屏蔽室内,提供标定磁源为100000nT,采用敏感体分辨力为7nT的磁传感器样品,改变磁传感器不同姿态,得到磁传感器解算三分量误差最大为92nT,总量误差最大为141nT,解算非正交度最大为0.25°,与敏感体分辨力理论分析所得指标结果一致;根据现有实验结果分析,若测试环境剩磁波动在1nT以内,且磁传感器敏感体分辨力达到2pT,使用本文所提解耦方法,可实现解算总量误差在0.01%以内,三轴非正交度0.05°以下。