近年来，随着核技术的飞速发展，核安全和核辐射探测日益受到关注。辐射监测系统在很多领域都有很广泛的应，如放射源的贮藏和运输、核废料的处理、反恐怖、交通口岸货物放射性监测、环境辐射污染监测、核电站及反应堆监测，核物理实验室以及医疗放射科如PET、CT等部门的监测。传统辐射监测系统不具备射源定位功能，对于可移动射源的监测和搜寻仅能通过移动式巡测仪来实现，带有射源定位功能的辐射监测系统不仅可以确定环境辐射剂量还可以让用户快速定位射源，极大的丰富了辐射监测的信息，国外有将γ相机应用于辐射定位的相关研究，但是其系统复杂、视角窄小、探测效率低一定程度上限制了其应用。目前国内尚无类似的监测系统。本课题对射源辐射场进行了分析，从整体上设计了环境辐射监测和定位系统的框架，包括探测器、数据获取模块和射源定位系统三个部分，完成了辐射监测和定位系统的开发，并对系统性能进行了测试和评估。探测器方面，选用了新型的光电器件SiPM耦合大尺寸BGO闪烁晶体获取γ辐射剂量率。与传统NaI闪烁体耦合PMT结构相比，具有更高的灵敏度和稳定性，并且BGO的高线衰减系数和SiPM的高集成度极大的缩小了探测器的尺寸，增加了系统的灵活性。数据获取方面，采用了多路分离读出的方式解决了阵列SiPM耦合大尺寸连续晶体信号读出的问题。射源定位系统方面，分析了射源的辐射场物理模型，基于本文搭建的辐射监测系统的剂量信息，使用牛顿迭代法获取了辐射场参数，得到射源的位置信息，方便了射源的实际定位，系统在监测范围内达到5.6cm的空间分辨率，但是其线性区域小，精确定位需要探测器多，在一定程度上限制了其应用。针对原定位系统的不足，设计了基于阵列晶体的方向灵敏型探测器结构，利用射线在晶体中沉积量的分布差异提取射源方向，仿真验证了其可行性。使用阵列BGO和SiPM阵列实现了探测器，平均计算角度偏差2.94度，在最优视角。范围达到了2.34度的角度分辨率。该定位方法有360度全视角监测、较高的定位准确度、系统简单等优点，十分适合核设施的区域辐射监测。本文最后讨论了该定位方法的改进方向。