闪电定位系统可以确定观测区域内闪电数量、位置、时间及放电参数,对于雷灾定位、故障查找、雷电参数统计及雷电活动规律研究具有重要意义。目前地闪定位系统只能定位地闪发生位置、时间及雷电流幅度,不能提供云闪信息。发展兼顾地闪回击、云闪和特殊云内放电事件NBE(双极性窄脉冲)探测能力的三维全闪电定位技术对于研究雷暴活动发展、雷电放电空间分布、云地闪活动参数统计、雷电预警等具有重要意义。本文基于时差法定位技术开展了地基VLF/LF三维全闪电定位技术研究,自2009年起在重庆地区建立了9站VLF/LF三维全闪电定位系统(CTLLS),通过该套定位系统对重庆地区开展了为期3年的雷电三维观测,主要进展如下：闪电高精度定位与硬软件技术性能密切相关。采用自动调节的双极性浮动电平触发方式以及多线程、多任务管理工作模式,GPS模块授时精度达至50ns,有效地解决了触发设置、高精度时间同步和数据连续实时采集问题。针对三站二维平面定位和四站三维定位存在模糊解、冗余多站定位精确匹配的难题,采用了五站三维定位算法,将非线性方程组转化为线性矩阵方程可以得到唯一解,提出了时间窗、波形互相关提取时差法和Levenberg-Marquardt(L-M)最小二乘法优化算法,解决了不同探测站点数据波形自动匹配、时间差精确提取、非等平面探测站三维定位优化求解问题,得到精确的闪电三维地理信息和时间信息。定位误差的数值检验和合理布站对于提高定位精度至关重要。本文总结了站网内三维定位几何模型和站网外三维定位几何模型,提出了基于随机数的雷电三维站网精度蒙特卡洛模拟检验方法,可以对不同站网布置、站网内和站网外定位误差进行数值计算。结果表明,基于到达时间差法三维雷电定位网络,径向距离误差和垂直高度误差与辐射源距离r的平方成正比,与站网几何尺寸D的平方成反比。方位角误差与辐射源距离r成正比,与站网的几何尺寸D成反比。合理选择长短基线布置方式以及站点基线距离,可有效优化定位精度。雷电电场辐射波形特征是云地闪及特殊放电事件识别、雷电参数统计的基础问题。CTLLS定位结果的统计表明,首次回击下降沿出现了明显的次峰结构,幅度与主峰相当,且在波形下降部分叠加了许多不规则噪声；后继回击则出现了明显的孤立次峰结构,次峰幅度一般只有主峰幅度的一半左右,继后回击波形下降部分比较平滑；具有较大的次峰比是回击辐射信号的明显特征；地闪回击上升时间、下降时间和脉冲宽度平均值分别为3.98μs、26.45μs、30.44μs；云闪辐射波形具有相对缓的上升沿和快速下降沿,上升时间和下降时间平均值分别为8.43μs和9.71μs,信噪比、前向信噪比和后向信噪比平均值分别为58、137和32,与地闪回击信号有显著差别；NBE辐射强度往往超过地闪回击,信噪比大于20dB,正极性NBE上升时间、下降时间、脉冲宽度平均值为3.09μs,、2.16μs和5.26μs,负极性NBE分别为3.97μs、1.8μs和5.77μs,正极性NBE相比于负极性NBE有相对快的上升沿和相对慢的下降沿。基于雷电电场辐射波形特征的数字观测,提出了雷电地闪、云闪和NBE放电类型识别方法和定量参数。结合CTLLS和雷达回波反射率对重庆典型夏季雷暴过程开展了观测,重庆地区雷电强对流天气活动主要集中在6-8月份,夏季夜间对流活动比较频繁；外地过境雷暴活动区域较大但对流强度不大,本地生成雷暴对流活动频繁,局地雷暴以小区域消长为主；重庆地区雷暴云闪占66%,地闪占31%,NBE占3%,正负云闪比值为3.0,负地闪占地闪总数的94%,云地闪比例为2.2；几乎所有闪电高度都在20km以下,80%的闪电高度主要集中在15km以下,负云闪集中在8-11km高度,正云闪集中在7-9km和11-14km高度,正极性NBE高度主要在7-10km之间,负极性NBE高度主要在12-16km之间,负极性NBE高度比正极性NBE高；重庆地区75%正极性云闪雷电流集中在10-25kA,负极性云闪雷电流幅度明显比正极性高,接近50%的负极性云闪雷电流幅度超过30kA。地基VLF/LF三维全闪电定位技术展示出在雷暴实时监测、雷电活动参数观测、雷暴电荷结构探测等方面的重要应用价值。