茫茫宇宙空间充满了等离子体，而空间等离子体探测对航天安全、卫星导航、空间天气预警、深空探测以及空间物理学研究等都具有越来越重要的意义。朗缪尔探针是重要的空间等离子体就位探测载荷，可测量空间等离子体的电子密度、电子温度等特性参数，监测航天器的表面电位，为保障航天器安全、预报空间环境以及完善电离层模型提供原始数据。目前，朗缪尔探针技术在国际上已广泛应用并不断改进，但在我国空间应用领域还处于刚刚起步的阶段。本文即是在国内空间环境探测领域亟待提高和发展的背景下，自主开展了朗缪尔探针空间应用的研究工作。　　朗缪尔探针从工作原理到工程实现的过程中存在着许多的技术难点，如传感器表面污染的处理、传感器微小电流的检测、卫星本体的影响、卫星表面电位的影响和空间环境效应的影响等。本文重点对这些技术难点进行研究和解决，设计了一种在轨高压除污染的方法以解决探针传感器表面污染，设计了一种自动增益线性微电流测量电路以实现朗缪尔探针传感器收集的微小电流的检测，并对卫星本体影响、卫星表面电位影响和空间环境效应影响进行了仿真分析，选定了探针的传感器及其材料、计算出传感器的伸杆长度、完成电子学电路设计，给出了具有可适应性的接口设计，最终形成了具有研制可行性的朗缪尔探针载荷。　　文中介绍了已完成研制的箭载朗缪尔探针的飞行测试和仪器标定。通过对标定数据和飞行测试结果的处理分析，验证了自主研制设计的朗缪尔探针的合理性和可行性。其中箭载朗缪尔探针搭载在子午工程探空火箭上实现了该技术在我国的首次空间应用，圆满完成对我国海南地区70km～200km高度电离层等离子体的就位探测，获得电子温度、电子密度、离子密度等物理信息。而设计的星载朗缪尔探针作为我国首颗空间环境电磁监测试验卫星载荷，将完成在轨探测500km高度的全球范围空间电离层的科学任务。