人类在进行石油勘测、探索珍贵矿产的时候，野外地表土壤和岩石，存在着大量无法预见的γ辐射，野外γ射线能谱勘测正是由此出现的一种核地球物理方法。福岛核电站事故以后，我国公民开始重视居民生活区和建筑物内部装修的放射性污染检测。当前γ能谱仪多采用单片机作为核心控制器，片外扩展大量数据SRAM、程序EROM和地址译码锁存元件，通过RS-232串口外接PC作为上位机。采用汇编语言来编写固件程序,而在PC上用直接驱动的编写方式进行一些必要的应用程序编写。但作为便携式能谱仪，它对便携性、集成化、低功耗有很高的要求。嵌入式技术的出现恰恰满足了这些要求，软硬件可裁剪，拥有以往任何一款处理器的体系架构所无法比拟的优势。GPS（Global Position System）作为一种卫星定位系统，现已被全球大部分国家使用，卫星定位系统慢慢已融入人们各项生产活动，如测绘、户外数据采集、车辆导航，旅游。GPS在核探测方面同样具有重要意义，可以对核信号进行定时和定位，便于数据的后续分析。本论文运用最新的嵌入式技术，搭建ARM-Linux嵌入式开发平台，构建一个可以进行多任务、实时性强、低功耗的便携式γ能谱仪。首先完成了多道脉冲幅度分析器脉冲采集电路的设计，然后编写了A/D转换驱动模块和多道脉冲幅度分析器接口驱动函数，并利用QT/E库完成了能谱数据的处理和显示的软件。在此基础上，结合GPS模块，实现了能谱仪时间的捕捉和空间的定位。GPS扩展了能谱仪的功能，弥补了传统核探测装置存在的一些缺陷。将采集到的数据和测试地点的地理位置信息自动联系起来，不仅实现了辐射的监测，方便得到核事故的污染分布，同时也可以用于野外矿土的勘探。