世界各地均架设有结构各异的大型输电网络,可向周围空间发射稳定的50/60Hz电磁场（波）,该频段电磁波受海洋等传播媒质的衰减作用非常小。水下目标被地磁场磁化后,引起的局部工频电磁异常可用于目标探测定位。因此,工频电磁场（波）在水下目标探测定位领域中具有良好的应用前景。本文以水下铁磁性目标的工频电磁探测定位方法为重点研究对象,开展了目标探测的机理研究,在其理论指导下构建了工频电磁场（波）作用下的水下铁磁性目标仿真模型,基于仿真计算结果提出了一套多尺度水下目标工频电磁探测定位方案,针对实测微弱工频磁场数据提出了一种增强目标磁异常特征的归一化差分方法。主要工作如下:（1）从麦克斯韦方程组和电磁感应等基本理论入手,研究了工频电磁场（波）在分布式输电网络中的产生机理和在不同介质中的传播特性,以及与铁磁性目标相互作用发生电磁异常现象的规律,开展了载流导线作用下的金属圆盘仿真实例和运动车辆的磁异常探测外场试验,揭示了水下铁磁性物体工频电磁探测的可行性。（2）以我国高压/超高压/特高压输电网络为激励源,空气、海水、陆地、海床、电离层为传输介质建立了工频电磁场（波）仿真计算模型,开展了水布垭水库和金沙河水库背景工频磁场测量外场试验,通过将仿真结果与卫星反演数据和外场实测数据进行比较,验证了仿真模型的合理性。（3）以水下航行器为探测对象,进一步构建铁磁性目标与工频电磁场（波）相互作用模型,分析了不同观测高度下电磁异常信号的分布情况。（4）基于目标工频电磁异常的仿真数据,提出了一套多尺度水下目标工频电磁探测定位方案,解决了大范围航空探测定位水下目标的问题,缩小了目标疑似范围并给出了水下目标的大致运动方位;基于实测磁场数据,提出了归一化差分方法,用于增强目标微弱磁异常信号特征,使信噪比至少提高了20d B。