Досліджено проблему визначення метрологічних характеристик і калібрування трикомпонентних ферозондових магнітометричних інформаційно-вимірювальних систем для дослідження слабких магнітних полів. Удосконалено метод синхронних вимірювань геомагнітних варіацій, за яким порівнюються покази зразкового та досліджуваного засобів вимірювань, визначення метрологічних характеристик останнього здійснюється без призупинення його неперервної роботи. На базі теоретичного аналізу систематичної та випадкової складових похибки такого методу обгрунтовано доцільність використання напівпараметричного методу зважених найменших квадратів у частотній області для обробки даних і сформульовано вимоги до характеристик зразкового засобу вимірювань. З метою вдосконалення цих характеристик синтезовано нову форму неоднорідності поля компенсації, яка дозволяє значно зменшити похибку коефіцієнта перетворення, зумовлену зміною довжини чи положення давача у котушці компенсації. Розроблено рекомендації щодо зменшення потужності збудження ферозондового перетворювача. Наведено приклади обробки даних синхронних вимірювань за запропонованою методикою.