沙尘环境中的风沙电场对风沙流的形成发展以及输沙强度和微波信号传输都有直接显著的影响，而对于沙尘暴中沙粒荷质比变化的测量是探究风沙电场成因和发展规律的重要基础。目前，没有适合于对风沙环境中沙粒荷质比进行有效、实时和准确测量的专用测量仪是导致至今缺乏对沙尘环境中沙粒荷质比变化进行系统观测和对其规律进行全面揭示的瓶颈。本研究基于对国内外市场的反复调研和文献分析以及对现有针对电子荷质比测量技术的深入分析，并借鉴已有较成熟的电荷测量方法，提出了一套适用于沙尘环境，能够对沙粒荷质比进行时空多点实时同步测量的解决方案。本研究遵循理论分析-数值模拟-仪器研制-实验测试相结合的研究路线，并运用力学、物理学、电子学等多学科的知识实现学科交叉，解决了电荷微小变化量和质量微小变化量的高精度测量、提高沙尘复杂环境下仪器的抗干扰能力、多点长时间实时同步测量以及测量数据的准确、实时的有效转换等关键科学问题。本研究最终自主研制出适用于沙尘环境中工作的沙粒荷质比实时测量系统，有效解决沙尘环境中空间多点沙粒荷质比无法实时定量测量的问题，并寄此给出沙尘环境中沙粒荷质比时空变化的定量规律。本研究研制的测量仪器还有可能用于由于粉尘浓度较高的环境中的空间电荷的测量，以预警由于静电累积过多引起放电从而引发的粉尘爆炸事故。