众所周知,我们生活的地球是个巨大的天然磁体,地球内部以及其周围分布着地磁场。在地球上的每个物体都会受到地磁场的影响,反过来这些物体也会影响地球磁场的分布,尤其是铁磁性的物体。当某个地方存在铁磁性物体时,正常情况下稳定的地磁场将产生扰动,引发磁异常现象。利用磁异常现象,可对相关的目标进行探测,如:铁矿、沉船、潜艇、舰船等。而想要精确的探测到这些目标,首要条件就是精确的采集到磁异常数据。目前市场上虽然有采集磁异常数据的设备,但是很难买到,而且价格十分的昂贵、使用起来也不方便。因此本文就是要研究一套性能优良、使用方便、价格合适的磁异常数据采集系统。主要工作有以下几个方面。首先,因为我们使用的磁场传感器CS-3将磁场信号映射成为了频率信号,因此精确的测量这一频率信号成了关键。为此本文提出了一种精确测量频率的实现方法:在传统等精度测频法的基础上,利用时间数字转换芯片TDC消除等精度测频中±1个基准信号周期的计数误差,再使用FPGA对相关量进行计算,得出精确的频率值。然后,以ATmega324PB芯片为核心平台,编写代码控制该芯片工作、通过SPI通信协议接收频率数值。ATmega324PB芯片处理该数值后传送给无线发射模块发送给远端的无线接收模块。最后,在PC上利用C#语言编写接收程序以及界面,接收来自无线模块的数据,并显示在界面上,同时将数据保存在PC机硬盘上,供下一步数据处理进而获取目标信息使用。至此,本文设计了一个磁异常数据采集系统,并成功进行了硬件实现。测试结果表明:当基准频率的精度达到10^-8时,该系统的测量精度达到10^-8;当基准频率的精度达到10^-10时,该系统的测量精度也达到10^-10,而且测量速度满足要求、无线传输距离达到了300米以上。这证明了设计方案的可行性、方便性,为后续进行实际的磁异常探测应用做好了准备,具有一定的实用价值。