随着科学技术的迅速发展,制约地磁定位技术发展的难点被一一突破,地磁定位技术的应用逐渐成为现实。地磁定位技术是一种利用磁性目标在地磁场上产生的磁异常来进行目标定位的探测技术。地球存在天然磁场,当磁性物体或是被地磁场磁化的物体产生的磁场叠加到地磁场上,会导致其周围空间的地磁场分布发生变化,从而产生磁异常。利用磁力仪对地磁场进行测量,可以从测量值中提取出目标磁异常信息。通过对磁异常进行反演,可以获取到磁性目标的位置信息和磁矩信息,从而实现目标定位。地磁定位技术在能源勘测,水下管道定位,未爆物探测,辅助导航等多种场景都具有巨大的应用价值。不论是军事领域,还是民用领域,地磁定位技术的研究与应用都已经成为了热点。在利用总场磁力仪对磁性目标进行定位时,一般需要使用多个总场磁力仪构成阵列。在水面上开展目标定位任务时,测量阵列通常需要由船舶拖曳。目前对于总场磁力仪阵列的设计多为十字交叉型,H型,矩形,使用时较为不便。本研究通过设计光泵磁力仪线阵,使磁力仪阵列可以随船拖曳使用,从而提高磁力仪阵列的实用性。在磁力仪的选用上,分析了磁通门磁力仪、超导量子磁力仪和光泵磁力仪的基本原理。光泵磁力仪具有高精度,低噪声,大量程,抗干扰,无零点漂移,可连续测量,姿态无需严格校准等优点,因此选用了光泵磁力仪作为组阵磁力仪。在优化算法方面,分析了模拟退火算法、遗传算法和粒子群算法的原理。粒子群算法搜索速度快、效率高、能够跳出局部最优解,因此选择粒子群算法作为求解算法。在设计过程中,主要研究解决减小噪声影响,确定最优孔径,利用智能算法进行实时定位等问题。本文基于磁偶极子模型建立了地磁总场磁异常模型,提出减小地磁场随时间和空间变化的影响的方法,通过仿真求解实验环境下线阵的最优孔径,提出利用粒子群算法求解目标位置的方法。然后,利用python软件进行仿真研究,对不同组阵的磁力仪阵列进行了定位仿真,将线阵与T形阵,矩形阵的定位结果进行对比分析,初步验证光泵磁力仪线阵对磁性目标定位的可行性。最后,绘制实验场地地磁图,选择地磁场变化平缓的区域开展实验,设计光泵磁力仪线阵对磁性目标的定位实验,并设计其它结构光泵磁力仪阵列的定位实验作为对照,分析了实验的信噪比情况,通过对比分析验证了光泵磁力仪线阵对磁性目标定位的可行性,为后续地磁定位研究提供了参考。