电磁跟踪具有无辐射、无视线障碍、三维六自由度定位、易操作和成本低等优点,已被广泛应用于医疗介入式诊疗、瞄准、逆向工程、虚拟现实等领域。现在已研制出的跟踪系统在跟踪范围、精度和速度方面上都存在一定不足,需要不断改进以符合企业使用要求。本文对交流激磁跟踪系统的几个关键技术进行了研究,以电磁波理论、优化算法理论、模拟和数字电路为基础,通过硬件和软件,实现了交流激磁感应信号的采集、分析和处理,在一定范围内对目标探头成功进行了跟踪实验。首先,本文分析了交流激磁跟踪系统原理,指出基于交流激磁方式的跟踪系统的优点,建立了一种新型六自由度交流激磁跟踪模型,推导了感应电压信号与表征探头三维位置六自由度参数之间的数学函数关系式,并列出了对应的磁跟踪定位方程组。其次,本文针对交流激磁跟踪定位方程组的特点,研究了高阶非线性方程组的求解方法,重点分析了Powell算法、遗传算法、Gauss-Newton和Levenberg-Marquardt算法的求解效果,仿真和实验结果表明Levenberg-Marquardt算法对方程组求解可以得到高效结果。最后,本文设计和搭建了跟踪实验平台,优化设计了发射和接收线圈,设计、焊接和调试了硬件电路,编写了基于单片机的下位机程序,利用MATLAB软件编写信号采集、分析和处理的上位机程序。进行了跟踪实验,将目标探头在PC机上描绘出的运动轨迹和真实运动轨迹进行比对,分析了系统跟踪精度,确定了主要误差来源,进而验证系统原理、模型和算法的可行性,也对减小误差,提高跟踪精度提出了建议。