本发明公开了一种基于小信号模型的矢量磁场传感器航磁补偿方法，步骤包括：由无人机磁测系统飞行多条测线，获取每条测线的磁场数据；对获取的磁场数据进行预处理，滤除磁场数据中的高频干扰磁场；利用高通滤波器提取磁场数据中的平台干扰磁场；依据小信号补偿模型建立补偿参数的线性方程组；利用最小二乘法对线性方程组求解从而确定补偿参数；将补偿参数应用到矢量磁场传感器的航磁补偿中。该矢量磁场传感器航磁补偿方法能够实现矢量磁场传感器的航磁有效补偿，且无需额外的传感器，也无需旋转磁场传感器系统，对飞行平台的要求低。