高精度的地磁场测量对于空间科学研究有着重要的意义。磁通门磁强计利用了软磁芯材料的磁化饱和特性对恒定或变化缓慢的弱磁场进行测量,是应用最广泛的地磁探测仪器之一。本文设计了一款高分辨度磁强计信号采集系统,能够与磁通门磁强计的前端探头集成,实现三轴地磁场数据的同步采集。本文的主要工作包括:1)磁通门磁强计的工作原理研究。通过介绍和推导磁通门传感器的输出电压解析解,建立了磁通门磁强计的基本数学模型,简述了磁强计的电路原理,为后续硬件电路的设计提供了依据和方案。2)磁通门磁强计信号采集系统的设计。基于磁通门磁强计的工作原理对系统进行了硬件电路设计,包括电源设计、CPU负载设计、三路24位AD采集电路设计、串口通信设计及SD卡实时存储设计。结合电磁兼容(EMC)原理对各部分执行优化设计方案,降低系统噪声。同时,完成了系统软件设计,包括系统初始化及针对各功能模块的底层驱动程序的编写。3)磁通门磁强计信号采集系统的开发与测试。依据设计方案,完成了对高分辨度磁强计信号采集系统原理样机的研制,并对样机进行了整体性能测试,包括测试系统的量程、线性度、测量误差、分辨率、采样频率及噪声测量。测试结果表明,本系统X、Y、Z三通道的测量范围分别约为±81980nT、±82320nT、±82210nT,三个通道的电压输入范围均为± 10V,对应的分辨率均约等于0.040nT,非线性度的最大值为0.004%FS,平均相对误差的最大值为0.007%,X、Y、Z三通道的噪声分别为27.187pT/(?)(at 1Hz)、27.184pT/(?)(at 1Hz)和27.186pT/(?)(at 1Hz)。系统的采样率等于50.3Hz。4)磁通门磁强计数据的处理及分析方法研究。探讨地磁场数据的处理及分析方法。利用磁层多尺度卫星任务(MMS)磁通门磁强计数据,通过快速傅里叶变换和小波分析的方法,提取了电磁离子回旋波(EMIC)的频谱特征。并利用数字滤波器去除了磁强计背景噪声、提取出了 EMIC波不同波段的信号。本文所设计的高分辨度磁强计信号采集系统具有分辨率高、噪声低、易于功能扩展和高性价比的特点,能够为进一步提高磁场测量数据精度提供技术支持。