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本文对甚高能伽马天文的物理动机、目前的观测现状以及两种主要的探测手段（成像大气契伦柯夫望远镜和地面粒子探测器阵列）等分别作了概括介绍。 在甚高能伽马天文领域，由于目前的两种探测手段都只能在很窄的视场范围内(～3°)实现高的灵敏度，搜索新源的效率也很低，约10％左右，使得目前发现的源的数量远不足以开展统计分类研究。因此，为了能发现更多的甚高能伽马射线源，我国的物理学家们提出了由复合探测器阵列构成的LHAASO计划。作为LHAASO计划中的主体阵列之一，水契伦柯夫探测器阵列(WC DA)作为伽马巡天观测装置，有望实现地面粒子探测器阵列技术在伽马巡天扫描观测方面从配角到主角的完美过渡，在迈向千源时代的过程中将发挥核心作用。2011年，在西藏羊八井宇宙线观测站园区内建设了规模为WCDA1％的工程样机。 此论文的一个重要内容是对WCDA实验所用尺寸为8英寸的光电倍增管进行选型(ET公司的9354KB、日本Hamamastu公司的R5912等)及对工程样机中光电倍增管的相关性能进行详细地研究。结果表明:R5912在单光电子分辨、线性范围、时间响应速度等主要特性都可以满足WCDA的实验要求。 本文的另一个内容是对工程样机电子学读出系统进行了相关的标定，并对电子学、探测器进行联调，从而对电子学系统和在线数据获取系统的性能有了充分的了解。 本文还对工程样机的工艺方面的建设进行了介绍，并进行了相关的性能分析，包括:水池的避光性、防渗水、防冻、水质的保持，研究这些因素对实验所带来的影响，并提出相应的解决方案。 本文的另一个重要内容是从多个方面对工程样机探测器的性能进行了研究，包括:单路计数率、不同多重度下的触发率，对宇宙线簇射的测量等。以及通过离线符合的方式实现与ARGO-YBJ实验联合观测，给出了工程样机探测宇宙线簇射的角分辨能力。分析结果表明:工程样机的性能良好，能较好地完成测量宇宙线簇射的使命。利用与ARGO-YBJ实验的符合模拟分析两种常用的宇宙线强相互作用模型(QGSJETⅡ、EPOS1.99)间的不同，并期望利用与ARGO-YBJ实验匹配上的实验事例来研究这两种模型中哪种与实验结果更符合。