本发明提供的是一种平面地磁异常场一步向上延拓平面模量梯度场的递归余弦变换法。先进行平面地磁异常场测量数据预处理；利用径向基函数插值法将观测平面上不规则离散分布的地磁异常场测量数据进行网格化，获得网格化的地磁异常测量数据。再利用递归余弦变换将网格化的地磁异常测量数据转换为余弦变换波谱；利用一步波数域转换因子，由地磁异常余弦变换波谱计算地磁模量梯度场各分量的波谱。最后分别对水平x分量、水平y分量、垂直z分量的波谱进行行向移相π/2的递归反余弦变换得到延拓平面上的地磁模量梯度场的分量。本发明的一步法的计算量约为两步法计算量的一半；余弦变换法减小Gibbs边界效应，提高了算法精度；可应用于任意长度的数据序列。