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为了提高基于地磁检测的定向精度，通过引入高精度步进电机控制，设计了一种新型的平面单轴磁定向系统。该系统仅需要一个磁性传感器输出信号，通过步进电机带动磁传感器在水平面内做等间隔转动，求取最大值位置以确定磁方位。针对干扰和测试噪声的影响，研究了基于遗传算法和最优化理论的混合数据处理方法。通过对测试数据正弦曲线的四参数拟合，获取初始相位，提高了测角精度。仿真研究和工程实验表明：该定向方法有着较高的精度和较好的稳定性。