利用磁异常检测技术可以实现磁性目标信息的获取,基于检测获取的目标信号和磁场分布模型可以反演出磁性目标的空间位置,进而实现磁性多目标的空间定位以及跟踪监测。目前,该技术已经广泛的应用于地质资源勘测、水下磁性目标探测及定位、基于磁地图的航行器导航等领域,在国家经济建设、科学研究以及国防安全等方面起着重要的作用。本论文以磁性目标定位为研究目标,在磁场环境噪声模型、磁性目标探测、磁探测点阵列分布优化、磁性单目标及多目标定位等方面展开相关研究,旨在提高磁性目标定位的稳定性和准确性。主要的工作如下:针对磁场环境噪声,研究了地磁场模型以及海洋磁场模型。分析了影响海浪磁场的主要因素,通过仿真验证海水运动的相关规律,结合海水运动分析了海水运动扰动磁场模型。针对磁性目标探测,介绍了基于标准正交基函数分解以及最小熵检测器的目标探测方法,利用仿真数据对两种探测方法的目标检测效果进行验证,随后通过实验探测数据验证算法的准确性,对比得出了两种探测方法效果的差异。针对磁探测点阵列分布进行优化,以区域探测覆盖率作为衡量标准,利用粒子群优化算法实现对于特定检测区域的探测点阵列分布优化。利用仿真数据对比均匀分布阵列和粒子群优化阵列区域覆盖率,仿真验证了优化算法的有效性。针对磁性目标定位,介绍了基于全张量磁场梯度张量的磁性目标定位方法,分析其在定位过程中产生的误差来源。利用磁场梯度矩阵特征值信息构建了定位结果可靠性评价方法,利用该方法实现对于探测盲区误差的抑制,仿真及实验结果表明该方法一定程度上提高了定位准确率。研究了基于聚类算法的磁性多目标定位方法,针对传统方法在探测点较少或无效数据占比较高条件下定位准确率偏低的问题,提出利用权重分配误差修正的方式给予不同样本聚类定位权重以抑制误差。在仿真模拟和实验测试中对比密度聚类算法和权重分配优化聚类算法的多目标定位效果,结果表明该方法提高了定位准确率。搭建磁性目标探测及定位实验平台,验证定位算法在实际探测中的定位效果,对本文提出的优化算法应用的可行性进行初步的验证。实验数据结果表明,优化后的方法可以一定程度上减小定位误差。