地球表面的大气中存在着平均强度为130 V/m的电场,它是研究多种天气现象与地球物理过程的重要参数之一。数字化电场探空系统是对0～30km的空中电场进行实地探测的新型全自动高空探测系统,由球载空中电场测量装置和地面跟踪定位与数据处理设备组成,采用1680MHz载波频率。它利用GPS定位,宽波瓣天线捕捉和低噪声接收的方法替代雷达或无线电经纬仪对高空探测仪器进行跟踪定位和获取信息,具有不受低仰角的限制和目标不易丢失等特点。终端处理软件通过串口接收GPS定位数据和电场测量数据并进行处理,显示探测结果,绘制电场的分布曲线,并引导接收天线指向探空仪以跟踪它的信号。由于设备轻便、操作简单,有较好的机动性和可靠性,这套系统不仅在高空大气电场探测领域,而且在空间环境探测及常规的气象探测中都有广阔的应用前景。本文详细介绍了借助GPS进行探空仪的跟踪定位的实现方法以及终端处理软件的设计。在2005年进行的四次飞行试验中,获得了一批我国西南地区大气电场的探测数据,证明了这种跟踪定位的方法是可行的。这几次试验的情况也在本文中作了介绍。