闪电初始放电过程一直是大气电学研究的焦点问题，但由于云内放电过程多被云体遮挡，光学观测受到限制，同时又缺少闪电初始放电辐射源的准确三维位置和决定闪电放电特征的雷暴电荷结构信息，目前仍无法对闪电预击穿过程有合理确切的解释和深入认识。本论文基于高精度GPS时钟和到达时间差技术的闪电VHF三维辐射源定位系统（简称LLR），跟踪观测闪电初始放电过程的辐射脉冲特征及雷暴电荷结构时空演变，结合同步的辐射强度和宽带电场变化数据，对青藏高原地区的多单体雷暴中591个闪电初始预击穿过程产生的辐射脉冲特征进行了统计分析，研究了闪电的初始放电过程的传输方式、辐射脉冲特征，以及初始流光传播方向与起始脉冲簇的极性和电荷结构之间的相关关系。在观测分析的基础上，建立了闪电初始预击穿过程辐射脉冲电流模型，并对传输线模型辐射场分量进行了修正，同时将三维闪电宽带电场定位系统获取的闪电辐射源定位结果和高采样率(20 Mhz)宽带电场脉冲波形参数引入模型，利用粒子群优化算法（简称PSO）拟合不同距离上不同类型闪电初始预击穿过程产生的双极性脉冲波形结构，反演初始流光通道的电流波形结构和特征参数。对比分析三种模型对初始预击穿过程和梯级先导过程双极性脉冲波形的拟合效果，定量研究了闪电初始预击穿过程和梯级先导的双极性脉冲传播机制及物理特性。主要研究结果如下:　　1.闪电初始预击穿过程流光传输距离与所产生的脉冲簇的数目有很好的相关性。越长的传输路径包含越多脉冲簇，起始脉冲簇的数量一般为1～3个。当初始预击穿过程包含多个脉冲簇时，初始流光呈不连续地放电通道，并以梯级形式向上或向下发展，每个梯级对应一个脉冲簇，每一个脉冲簇都是多个连续击穿放电过程的集合。多个击穿放电过程的强度呈现从弱到强再变弱的特征。辐射和宽带电场每个脉冲簇的幅值先增大后减小。每个梯级内的辐射脉冲基本连续，梯级之间有间隙期。　　2.闪电初始流光传输方向和起始脉冲簇极性之间有很好的对应关系，即初始流光向上传输对应起始脉冲簇均为负极性，初始流光向下传输对应起始脉冲簇均为正极性。当闪电初始脉冲簇的极性为负时，云闪发生在正常三极性电荷结构的正的偶极性结构下，当初始脉冲簇的极性为正时，云闪发生在反偶极电荷结构或正常三极性电荷结构的负的偶极性结构下。负地闪的初始预击穿过程与起始脉冲簇的之间也遵循了此规则，不同之处在于形成了向下的先导过程。　　3.闪电初始预击穿过程和梯级先导过程都呈现梯级传输的形式。初始预击穿过程“大尺度”梯级与梯级先导的“小尺度”梯级的概念不同。“大尺度”梯级指每个脉冲簇辐射源传输距离，先导中的每个脉冲对应“小尺度”的梯级。即:初始预击穿过程的梯级大于梯级先导的梯级。“大尺度”梯级一般认为是一系列“小尺度”梯级的结果。　　4.三种改进的传输线模型均较好地拟合闪电初始预击穿过程产生的双极性脉冲结构。统计53个双极性脉冲的计算结果显示，通道内电流随高度指数衰减分布的MTLE模型结果更为合理。　　5.负地闪梯级先导脉冲和初始预击穿脉冲一般都呈现出双极性脉冲结构，均以梯级形式发展，两种过程的梯级步长和计算得出的物理参数较接近，表明在传输方式上可能有相同的特征。　　6.初始流光向上击穿进入上部正电荷区的路径上中和的总电荷量和总垂直偶极矩都远大于初始流光向下的路径上中和的总电荷量和总垂直偶极矩，初始流光向上的路径长度也大于初始流光向下的路径长度，可能与正、负电荷区之间距离相关。　　本论文利用高时空分辨率的闪电VHF三维辐射源定位系统(LLR)结合地面辐射场和宽带电场变化同步观测资料，对青藏高原地区闪电的初始放电过程的进行了观测研究，发现初始预击穿发展过程中起始先导呈梯级形式向上或向下传播，产生一个或多个辐射脉冲簇，脉冲簇极性与电荷结构相关，依据闪电初始流光传输方向将闪电预击穿过程作了重新划分，定义为初始预击穿过程和后续预击穿过程两个过程。同时利用电流模型定量分析了闪电初始预击穿过程产生的双极性脉冲波形结构，得到了初始先导通道的电流波形结构和物理参数。在青藏高原闪电起始放电过程的研究中取得了新的进展，对认识闪电初始放电物理机制具有推动作用，为雷暴过程闪电防护和预警减灾提供了理论指导，并进一步奠定了研究基础。