本发明涉及一种基于正交基函数处理标量磁异常梯度信号的方法，通过分析目标产生的磁异常梯度，设计了磁异常梯度的4个基函数。由于4个基函数为线性无关，通过格拉姆‑施密特正交化和归一化，获得标量磁异常梯度信号的正交基函数。根据正交基函数的性质和测量磁异常梯度信号，计算出对应正交基函数的系数。利用该系数设计了磁性目标的探测指数及目标方位参数。当探测指数大于设置阈值时，实现磁异常的探测。然后，根据正交基函数的系数获得目标的方位信息。本发明能够有效抑制磁噪声对目标探测的影响，提高输出信噪比，实现对弱磁异常的探测与定位。