超导量子干涉器(SQUID)是目前磁测灵敏度最高的传感器,用其制成的超导磁力仪具有可直接测量磁场,噪声低,频带宽,低频响应好等特点,在地球物理勘查上,可用来探测地磁异常或作为电磁法的接收探头进行深部金属矿、油气资源的勘查。但由于超导磁力仪对磁场极其灵敏,在无屏蔽环境中极易受到外界噪声干扰,限制了其在野外的使用范围,且磁力仪测量的数据仅能反映磁异常的存在和大小,在查明磁异常源的特点和细节方面提供的信息有限。本论文针对这些问题,采用两个高温射频超导量子干涉器进行磁梯度测量研究。通过研究磁梯度测量理论,设计并制作了高温超导磁梯度探头,研制了满足野外使用的无磁液氮杜瓦,对高温射频超导量子干涉器信号检测技术进行研究,研制了高性能的射频超导量子干涉器信号检测装置,改进原有高温超导磁力仪的手动调节方法,研制了可自动调节射频超导量子干涉器工作点的仪器测控系统,提高了仪器调试效率,方便了野外磁法工作,进行了高温超导磁梯度测量仪的室内测试与标定,测试结果表明研制的高温超导磁梯度仪能够满足野外工作的要求,进行了高温超导磁梯度仪的野外性能测试,并与磁通门磁力仪,光泵磁力仪和高温超导磁力仪进行了对比实验,取得了满意效果,达到了研究目的。本文研究是在国家863计划重大项目《航空地球物理勘查技术系统》的“全数字化矢量航磁勘查系统研发”课题以及吉林大学研究生创新研究计划项目《高温超导磁梯度测量关键技术研究及样机研制》资助下进行的,开展的高温超导磁梯度仪关键技术的研究,为我国未来开展航空全张量磁梯度测量提供了研究基础和技术储备。