地磁场是地球固有的物理场之一,人们主要通过地磁观测资料来了解地磁场的物理特性。地磁观测资料对固体地球物理学、空间物理、地球内部电导率结构和地球动力学研究,以及空间天气学、地震学等基础学科具有重要的研究意义；并被直接或间接的应用于地质勘探、环境监测、飞机船舶导航、无线电通信、自然灾害预测等社会领域,与人类生活、国民经济和国防建设密切相关；尤其在地震监测预报研究过程中,近年来备受科学家们的关注。地磁观测的基本任务就是获取连续完整,准确可靠的地磁场变化的观测资料。为了获取更为精确和丰富的地磁观测资料,急需大量可靠的地磁观测设备,特别是用于地磁场绝对观测的DI仪。DI仪是高精密仪器,加工工序复杂,生产难度大,生产厂商少,产品供给量有限。国产DI仪存在着观测精度较低、性能稳定性不高等问题,且产品已经基本处于停产状态,售后运行维护能力不足；而进口DI仪价格又十分昂贵,售后维修周期长。本文设计的GMDⅠ-1型磁通门地磁经纬仪是为了缓解这种供需不平衡的状态,研制的一种具有自主知识产权、较高稳定性的DI仪,以来满足我国地磁台网以及野外流磁测量对DI仪的需求。本文首先介绍了磁通门地磁经纬仪的工作原理,其中包括磁通门地磁经纬仪的观测原理和观测方式的介绍；磁通门检测系统各部分的原理分析与数值计算的阐述；无磁经纬仪观测误差的理论分析以及能够有效地减小或消除观测误差的方法的数学推导。结合磁通门地磁经纬仪工作原理,借鉴现有磁通门地磁经纬仪的研究成果,完成了GMDI-1型磁通门地磁经纬仪整机设计,其中包括磁通门检测系统的设计,主要阐述了磁通门传感器的材料选取和机构设计以及模拟电路设计；无磁经纬仪的选型,重点分析了经纬仪的各组成部分的结构特点,提出了设计要求和磁性检测要求；磁通门传感器机械固定部分的设计,详细表述了传感器与无磁经纬仪之间的机械固定装置的结构设计以及传感器定向的操作步骤。最后,对GMDⅠ-1型磁通门地磁经纬仪所用磁通门检测系统和无磁经纬仪进行了测试,并且在满洲里地磁台将整机与在运行的MINGEO DIM型磁通门地磁经纬仪(洛阳台)进行了同墩对比观测,测试结果表明,GMDⅠ-1型磁通门地磁经纬仪各项技术指标完全达到设计要求,个别指标大大优于设计要求,整机测试结果达到甚至超过国产同类产品,与进口高精度磁通门磁力仪相比,部分指标达到其相当水平,但是在无磁经纬仪的精度等方面与之比较还有待进一步提高。