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辐射监测系统是应对突发性核事故、放射性污染和放射源丢失等问题的重要工具和前提保障。针对目前国内外辐射探测设备尚存在的不足，本课题组设计了一套基于小型无人旋翼飞行器的新型辐射监测系统（简称NUCL-UAS系统）。本文工作主要解决了NUCL-UAS系统中的探测数据的采集与传输，探测参数的修正和上位机软件的开发等关键技术，并提出了三种方法用于拓展NUCL-UAS的实际应用功能。本文研究内容及结论如下： （1）针对NUCL-UAS系统的数据采集与传输以及探测数据的演示需求，本文进行了ARM嵌入式程序的设计与开发，上位机软件程序的设计与编写，并通过能谱剂量转换、温度漂移修正、剂量率刻度等工作完成了探测参数的修正。实验测试表明，探测系统各参数均达到预期指标，上位机与监测系统之间的能进行有效的远程数据通讯，PC端演示软件为辐射场的评估提供了良好的支持。 （2）针对NUCL-UAS系统的放射性快响应和核素识别需求，本文将NBR技术改进并应用于该系统中，使系统具备了放射性快响应能力；通过将能窗法和神经网络工具结合，提出了一种模糊核素识别方法。实验表明系统的核素响应效果远远好于常用的剂量率判定方法；核素识别方法对131I、137Cs和60Co这三种核素有超过90％的识别率。 （3）针对NUCL-UAS系统用于放射源定位于搜寻的需求，提出了一种应用于该系统的放射源定位算法，并通过软件实现了该算法，通过蒙特卡罗模拟计算确定了该定位算法中各参数的最优值，提高了定位算法的准确度。户外寻源实验表明，在10×10米的场地中，对于1mCi的131I放射源，该方法定位误差最小可达50厘米。 本文的工作为NUCL-UAS探测功能的实现提供了保障，也有效扩展了NUCL-UAS的功能性，使系统能应用于更复杂的辐射探测情况。