本发明公开的一种VHF观测系统、阵列单机系统及方法,其针对VHF波段辐射信号进行观测,其包括天线阵列、模拟接收机、数字接收机、时频同步模块、离子探测传感器、自供电系统、通信模块;天线阵列接收VHF波段辐射信号,并输出水平、垂直极化信号,模拟接收机与天线阵列连接,数字接收机与模拟接收机连接,时频同步模块与数字接收机中的AD采集卡和FPGA数据处理模块连接,离子探测传感器与数字接收机中FPGA数据处理模块连接,通信模块连接各VHF观测系统,天线阵列、模拟接收机、数字接收机与通信模块均与自供电系统连接,可以实现全天、全向性观测,高速率、高精度数据采集与处理等功能,具备长基线乃至甚长基线的观测能力。