六自由度电磁跟踪系统作为定位装置被广泛应用于增强现实、便携式激光扫描仪、计算机辅助医疗系统、微创手术、医学教学、医学图像等领域。随着定位技术的发展，人们与计算机之间的沟通也变得更加灵活。电磁跟踪系统因为无遮挡、灵活等优点较之其他定位系统使用更加广泛。本文设计一个电磁跟踪系统，提出交变方波驱动信号，实时的除去涡流。文中进一步改进了定位算法。本文对比圆形线圈模型与正方形线圈模型磁场，进一步证明方形线圈可近似为磁偶极子，并分析了方形线圈随距离变化的误差变化。用Ansoft Maxwell有限元分析软件对线圈进行仿真，得出线圈的电流、磁场分布和矢量图、关键点处的磁场情况，为跟踪系统提供理论基础。对比欧拉角法和四元数法，并分析了基于各向异性参数的欧拉角法和四元数法。基于各向异性参数模型，采用了同时求解位置和姿态参数的四元数法，简化求解步骤，减小求解时间。对电磁跟踪系统硬件进行设计，包括发射线圈及信号的产生、驱动电路、微控制器、接收传感器、放大电路、A/D转换电路。其中在发射线圈的设计中，对比了有磁芯线圈与空心线圈的异同，确定空心线圈发射方案。结合接收传感器和发射信号的特点，计算最终接收值。最后给出实验数据和示波器其所接收到的波形图，并给出三种方法的算法流程图，并对比分析几种算法的计算结果。本文提出的交变方波驱动信号，使系统能实时减去外界干扰磁场与地磁场的干扰，更能有效地除去外界变化磁场的干扰。对线圈模型分析，并对其进行建模仿真，为电磁跟踪系统提供理论支撑。