本课题主要依托国家自然科学基金重大科研仪器研制项目“星载无线电等离子体探测系统”,根据系统设计指标中标明的目标参数,提出了该系统的离线数据处理软件系统的初步设计思路,即本文给出的数据处理系统“星载等离子体三维成像系统”。该系统在主动模式下的探测参数包含等离子体密度、距离、多普勒、回波到达角等。本文的研究内容和结果主要包括三个方面:首先,本文针对项目研制的“星载无线电等离子体探测系统”原理样机的数据处理过程,初步完成了一种等离子密度三维时空分布系统的算法架构,即“星载等离子体三维成像系统”,该数据处理系统基于模块化结构,初步设计主要包括三个软件模块,分别是测距模块（输出距离-密度分布信息）、测向模块（输出方位信息）、和测速模块（输出多普勒频移、漂移速度信息）。采用模块化设计,降低了程序的复杂度,使得系统程序的调试和维护等操作简单化,同时支持项目后期增加其他功能模块。其次,本文给出一种等离子体参数提取的算法架构。由于目前研制的探测系统无法直接进行上天探测,只能在地面上做出原理样机进行测试,故在等离子体参数提取部分,以垂测仪探测电离层的数据进行了折中算法验证。所给出的算法能够可提取出相应的等离子体信息,并反演出电子密度剖面,证实了该算法模型的可行性。最后,本文提出一种运动载具上基于三通道接收机和全向天线的来波测向定位方法,在仅考虑接收信号的幅度信息情况下,进行了三维空间比幅法测向研究。并利用通用软件无线电外设（USRP-LW B210）进行了初步的测向实验,并自主搭建了一套测向仿真及实验数据处理系统,验证和评估了基于该测向方法的可行性。