在對流層大氣中，大氣污染物多從近地面垂直向上或水平擴散，作為大氣化學反應重要驅(qū)動力的太陽輻射則自上而下傳輸。因此，大氣環(huán)境化學研究不能只關注近地面污染，還要關注一定高度范圍（特別是邊界層）內(nèi)的大氣層結(jié)構(gòu)和成分變化，否則很難全面揭示對流層實際的大氣化學反應過程。

此前已有多種大氣環(huán)境垂直監(jiān)測方法得到應用，如大氣邊界層塔、有人飛機、氣球及氣艇等。但邊界層塔位置固定，高度通常在300米以下，且多建于城市地區(qū)；有人飛機只能在數(shù)百米及以上的高度飛行；氣球或氣艇抗風能力和移動性差，需要填充大量氦氣，單次運行成本高。這些方法已經(jīng)無法滿足新時期大氣污染研究的需求。

無人機的機動性和靈活性可以有效彌補上述缺陷，讓原來不容易接近的地方變得容易到達，將大氣監(jiān)測傳感器與無人機相結(jié)合，通過網(wǎng)絡建立傳感系統(tǒng)監(jiān)測，具有立體監(jiān)測、響應速度快、監(jiān)測范圍廣、地形干擾小等優(yōu)點，是今后進行大氣突發(fā)事件污染源識別和濃度監(jiān)測的重要發(fā)展方向之一。

無人機大氣監(jiān)測系統(tǒng)標準監(jiān)測參數(shù)包括：一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、可揮發(fā)性有機物以及顆粒物PM2.5、PM10等；無人機在飛抵目標地點后進行數(shù)據(jù)收集，將收集到的數(shù)據(jù)通過GPRS傳送到地面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行處理分析。

無人機大氣監(jiān)測系統(tǒng)主要包括無人飛行器、氣體檢測傳感器、 數(shù)傳/GPRS、地面站/服務器、 數(shù)據(jù)處理軟件等構(gòu)成。

監(jiān)測模塊的傳感器元器件檢測方法主要有電化學檢測（測量SO2、CO、NO2、O3等常規(guī)氣體）、光電粒子檢測（測量VOCs等）、激光散射檢測（測量PM2.5、PM10等）。