地磁场作为地球的固有物理特性,隐含着地球内部和外部空间中丰富而重要的信息。地磁场中包含的地磁总场、地磁分量、磁倾角、磁偏角和地磁梯度等信息可以直接反映地球深部乃至地球内核中因压力、温度、物质运动等变化所体现的物理过程,也是航空、航天、航海等方面天然的坐标系。因此,无论是在科学研究领域还是在生产生活领域,对地磁场的研究都有重大意义。近年来,随着对海洋资源的开发和海洋环境的探测的进行,海洋地磁场的重要性越来越被人们关注和重视。目前海洋地磁场测量向连续化、矢量测量方向发展,国际上海洋矢量测量仪器产品不多,且对我国实行管控,国内尚未形成实用化产品。因此,开发能够连续运行、矢量测量的海洋磁力仪具有重要的应用意义。本文依托国家重大科学仪器设备开发专项“海洋地磁场矢量测量仪开发与应用”项目,研制了全球首款能够在4500米以下深度的连续工作3个月的,适应深海潜标、浅海浮标和海底网络等不同测量环境的,地磁总场和矢量测量精度到达0.1nT的一体化测量仪。本文主要的工作内容和所取得的创新成果如下:（1）研制了适应海洋观测的小型化低功耗地磁矢量磁测传感器为了减小传感器体积和功耗,在陆地地磁台站和流动地磁测量所用的矢量磁测传感器的基础上,优化了传感器物理结构和电路设计。传感器采用高温退火的1J86坡莫合金薄带软磁材料缠绕GH128合金环形磁芯骨架的双磁芯传感器结构,减小了传感器体积,增大了磁通门信号;磁芯采用卷绕式结构,感应线圈采用分段绕制,提高了传感器的灵敏度。重新设计了信号调理电路,采用数字驱动电路和低功耗器件,降低了系统功耗。（2）设计了能够适应深海4500米以下工作环境的磁测支撑装置海洋地磁场矢量测量仪支撑装置的设计不止要考虑深海环境下的强度和刚度,而是需要综合考虑支撑装置材料对磁测传感器的影响、电子舱的耐压与密封、框架结构在海底的稳定性、整体结构的重量对布放回收过程中的影响。本设计经过理论计算、模拟仿真和精确评估,采用钛合金材料减小材料对磁测影响和整体重量;采用有限元分析优化结构设计;采用小体积玻璃浮球提高电子舱的耐压和密封性;采用四球四边形结构降低结构重心,提高结构稳定性;通过海试试验验证了磁测支撑装置的整体性能。（3）设计了在有限空间和重量以及无磁干扰约束下整机连续工作三个月的供电装置运用“开源节流”的思想,一方面在满足磁性干扰、体积和重量的要求下,通过电池均衡等技术使蓄电池容量最大化;另一方面,在完成测量指标和功能的前提下,通过多级多路供电方案和各个电子系统的低功耗设计,使系统功耗最小化,最终达到了整机在海底连续工作三个月的设计要求。（4）研究了海洋地磁场矢量测量姿态校正技术水下设备的姿态无法调整,会影响地磁场测量效果。本设计采用捷联姿态测量系统,获取磁测传感器的姿态数据。通过姿态仪本身的精度校准、姿态仪和传感器的非对准误差的补偿、磁测数据矢量归算算法等方式,对海洋地磁场矢量测量仪的水下姿态进行校正,获取标准坐标系下的矢量磁测数据。本论文经过对海洋地磁场矢量测量仪各个部件的设计和测试和整机集成,完成了我国首台、具有国际水平的海洋地球磁场矢量测量仪原理样机。整机台站性能测试表明,仪器性能和功能达到了最初的设计需求和设计目标。