磁通门传感器是一种变压器结构，在周期性交变电流的激励下，将磁场信号调制为电信号。磁通门传感器具有体积小、结构简单、分辨力高等优点，在科学研究、国防建设、工业生产、日常生活等领域有广泛的运用。本论文调研了国内外磁通门传感器的相关文献，通过对国内外磁通门传感器的发展和应用的回顾，分析了不同探头结构的磁通门传感器的工作原理，对目前常用的磁通门信号检测方法如脉冲幅值法、脉冲宽度法及二次谐波法进行了分析和比较。在此基础上，通过对探头结构的改进和检波电路的优化，设计的基于二次谐波法的双磁芯结构磁通门传感器样机实测分辨力达到了0.2nT，线性度优于0.0015%。实用三轴磁通门传感器的三轴并不严格正交，三轴灵敏度及其他电气性能也不可能完全对称。此外，还存在零点漂移，传感器内部剩磁等影响，使得传感器的测量值与实际值有一定误差。因此，本文提出了利用椭圆最小二乘估计法对测量误差进行修正。误差修正实验表明，三轴磁通门传感器在不同姿态下的转向差由433nT减小到29nT以下，转向差明显得到了抑制，说明了该方法在一定程度上可有效消除三轴磁通门传感器的测量误差。最后，对论文研究过程中存在的不足进行了归纳总结，提出了进一步的研究方向。