甚低频（VLF,Very Low Frequency）信号频率范围为3-30k Hz,具有较长的波长和较小的传播损耗,能够在地球-电离层波导内进行远距离传播。闪电的电磁辐射信号覆盖了整个甚低频频段,是甚低频大气噪声的主要来源,一般表现为背景白噪声下的大量随机尖峰脉冲,具有明显的非高斯特征。甚低频接收机是研究大气噪声的主要探测设备,对数模转换后的甚低频数字宽频信号采用适当的方法处理,可以得到甚低频大气噪声数据。甚低频大气噪声的研究一方面有利于加深对甚低频波传播特性的理解,另一方面对甚低频通信、自然灾害监测和空间环境探测有着重要的意义。本文的工作包含VLF接收机的FPGA控制设计和数据分析两个部分,主要研究内容和结果如下:（1）本文详细设计了FPGA-GPS校频、FPGA数据控制和FPGA与STM32通信模块,提升了接收机的性能。FPGA-GPS校频模块采用计数法,通过GPS提供的秒脉冲来确定计数时长,对10MHz时钟的校频精度达到0.20016Hz,满足甚低频观测的应用需求。FPGA通过内嵌RAM与STM32进行通信,结合数据的采集和传输控制,最终实现各类数据高速传输。在设计中充分考虑了跨时钟域、异步电路和竞争冒险的情况,保障了各个模块以及系统整体的稳定运行。（2）通过对比分析均方根统计量方法、功率谱方法和FFT方法的优缺点,结合仿真结果,选定FFT功率谱方法作为计算大气噪声的提取算法。该方法能够较好地平衡了资源消耗和数据吞吐率的要求,最终输出多个频段、高时间分辨率的大气噪声数据,成功应用于后续的甚低频大气噪声的统计分析研究。（3）本文选取湖北随州观测站（31.57N,113.32E）在2016年2月至2019年2月三年的甚低频大气噪声数据,对甚低频大气噪声观测特性进行了详细的统计研究,并考察了CCIR大气噪声模型的准确性和有效性。大气噪声中的背景白噪声和脉冲噪声的分析结果表明,脉冲噪声比背景白噪声要高10d B左右,大气噪声强度受二者的共同控制。总体来看,大气噪声呈现出以天为周期的强弱交替变化,并具有夏季强、冬季弱的规律性。CCIR大气噪声模型能大致反映湖北随州的大气噪声变化趋势,误差在10d B以内,但细节变化没有得到很好的反映。为了量化不同距离的闪电对接收地大气噪声能量的贡献程度,结合WWLLN全球闪电分布数据,将不同区域内的闪电发生率和实测大气噪声值进行关联性分析,发现距离接收机3500km以内发生的闪电对接收到的大气噪声起主要作用。