無人機氣象觀測要求各種測量儀器慣性小、精確度高和可靠性好。無人氣象直升機一般采用導航測風，因此要求有精確的導航定位系統。在低飛測量時，無人機與地面設備失去聯系，因此無人氣象直升機必須有自主飛行管理系統。無人氣象直升機要求在各種惡劣天氣飛行，數據傳輸系統和飛行控制系統也可能受到干擾，在這種情況下，飛機既要保持較快的速度飛行，又必須精確地測量各種氣象數據，因此對無人氣象直升機的各系統要求都很高。
無人機氣象監測特點優點
1.機動性好。小型無人機機體小、重量輕、不要求有專門設備的機場起降。
2.生存力強。無人機廣泛采用塑料、玻璃纖維和其它透波材料，能夠快速修復。
3.無人員傷亡的風險。
4.低成本，性價比好。一架無人機的成本只需有人機的幾十分之一，甚至幾百分之一，而且使用和維護費用低。
執行任務的三個方面：
1.空投探空儀和數據中繼。無人氣象直升機帶十個空投探空儀，在50*50平方公里的面積上均勻散布，下降時間一般為幾分鐘，測量的數據一般有無人氣象直升機中繼。
2.直接測量。無人氣象直升機裝有常規氣象傳感器，對氣象參數直接測量，主要是指溫、濕、壓等參數。無人機自身作平飛。垂直飛行和低飛，可測量到各層面的氣象參數。水平飛行時飛機常保持一定的氣壓高度。為了對地面氣象數據測量更準確，無人機必須降至150米高度作低空飛行。
3.遙感測量。隨著遙感技術的發展，無人氣象直升機將以遙感測量為主。主要設備有寬波段紅外輻射計、寬波段微波被動輻射儀、寬波段太陽被動輻射儀、能見度儀和多普勒雷達等。紅外探測分辨率高，可以探測溫度和水汽分布，但它受限制的原因是不能透過云層。獲得降雨信息最好的設備室寬帶微波輻射計，它可測量各種云圖。
執行方式
任務通常要求無人機按預先選定的航線飛行。許多復雜因素將影響任務的執行，其中最重要的是無人機的性能。
為了進行天氣預報，世界氣象組織（WMO）規定了氣象觀測要素，其中一些要素可以直接測量，另一些要素由主觀估測。主觀估測用可見光、紅外線和微波成像儀進行探測，所有設備必須適合系統選擇的無人機，如重量、體積。
基本的氣象觀測準確度要求如下：
能見度：±20%（≥0.1km,≤10km）；
云覆蓋（最底層）：±1/8；
云底高：±30m(0~300m),±10%(>300)；
垂直風剖面：±10°，±2.5m/s；
云頂高：±150m(≤1000m),±20%(>1000m)；
地面風：±10°，±2.5m/s；
地面溫度：±1°；
垂直剖面溫度：±1°；
地面相對濕度：±5%；
垂直剖面濕度：±5%；
氣壓：±2%。
無人機應用于氣象監測系統
無人機氣象飛機主要測量下列氣象數據：溫度、氣壓、濕度、風、真高度、各種圖像（數據）、云形成類型和大小、能見度、湍流發生和大小、積冰。
行業需求
1．在氣象監測天氣預報方面，衛星圖清晰度不高，無法獲取有效的實時氣象數據，預報依據不足；
2．我國國土遼闊，氣象監測管理具有一定控制面上的局限性，通過現有的人工作業方式，效率不高；
背景簡介行業簡介
無人氣象直升機在氣象監測領域發揮出了自身的優勢，低成本、低速、巡航距離遠、高可靠性的無人機執行低空飛行任務，操作員可以很方便在地面的控制飛機的飛行路線和飛行高度。氣象信息是經濟發展規劃和農業發展的重要依據，也是國家可持續發展的需要。
無人機的應用可以彌補衛星觀測在精度上的不足，還可以作為衛星觀測的校驗手段。目前，我國已經形成集空基、地基和天基于一體的大氣探測體系，但是，無論是衛星、雷達還是地面自動站，在觀測方面都存在一些不足之處。
氣象部門還利用無人機對森林火災、洪澇、湖泊藍藻、土地利用、土壤沙化、草原生態等進行監測。近些年，霧霾成為新的環境問題，由于大氣垂直觀測資料匱乏，影響了對霧霾發生發展及形成、消散機理的認識。這些領域都是無人機大有可為之處。我國對強對流云的探測幾乎是空白的，因而限制了對強對流云形成災害性天氣機理的認識，致使強對流災害性天氣的預報準確率較低。
青藏高原處于我國天氣系統上游，其天氣氣候變化影響著我國乃至世界的天氣和氣候。然而，在青藏高原尤其是無人區建站和維護極為困難，因此需要無人機等新型空基觀測平臺來彌補觀測的不足。此外，我國海洋觀測系統建設處于初級階段，遠海觀測極度缺乏，洋面海氣交換觀測資料稀缺，限制了對臺風發生發展及能量交換的認知。目前，我國臺風觀測以衛星為主，嚴重缺乏空基和?；木毣^測。以臺風預報為例，近20年來，臺風路徑預報準確率明顯提高，但強度預報改進緩慢，主要是影響我國的近海臺風目標敏感區缺少探測手段和觀測資料。
具體來說，無人機可應用于海洋臺風探測、高原、無人區強對流天氣觀測，臺風探測，人工影響天氣以及邊界層（氣溶膠、大氣垂直廓線）探測，災害監測、調查及生態監測等領域。無人機作業特點是快速、靈活，尤其是在一些惡劣的環境和條件下，比如獲取海洋、青藏高原、無人區的氣象資料，無人機的優勢就比較突出。
無人機的應用可以彌補衛星觀測在精度上的不足，還可以作為衛星觀測的校驗手段。目前，我國已經形成集空基、地基和天基于一體的大氣探測體系，但是，無論是衛星、雷達還是地面自動站，在觀測方面都存在一些不足之處。
例如，新疆維吾爾自治區人影辦與西安愛生技術集團合作，采用愛生ASN-209無人機系統平臺搭載中天火箭機載播撒系統，直接進入云層中進行播撒作業，此為國內首次在人工增雨領域實現無人機應用。在人工影響天氣及云探測領域，無人機可為云中作業播撒提供平臺，提高播撒的科學性和播撒效果。
在青藏高原尤其是無人區建站和維護極為困難，因此需要無人機等新型空基觀測平臺來彌補觀測的不足。青藏高原處于我國天氣系統上游，其天氣氣候變化影響著我國乃至世界的天氣和氣候。
目前，我國臺風觀測以衛星為主，嚴重缺乏空基和?；木毣^測。此外，我國海洋觀測系統建設處于初級階段，遠海觀測極度缺乏，洋面海氣交換觀測資料稀缺，限制了對臺風發生發展及能量交換的認知。以臺風預報為例，近20年來，臺風路徑預報準確率明顯提高，但強度預報改進緩慢，主要是影響我國的近海臺風目標敏感區缺少探測手段和觀測資料。
具體來說，無人機可應用于海洋臺風探測、高原、無人區強對流天氣觀測，臺風探測，人工影響天氣以及邊界層（氣溶膠、大氣垂直廓線）探測，災害監測、調查及生態監測等領域。
無人機作業特點是快速、靈活，尤其是在一些惡劣的環境和條件下，比如獲取海洋、青藏高原、無人區的氣象資料，無人機的優勢就比較突出。
