定義
測風氣球觀測（pilot balloon observation），又稱光學經緯儀測風，是指用測風光學經緯儀跟蹤測風氣球或探空氣球從而測定高空風。由於測風氣球通常比探空氣球要小得多，故在氣象行業用語中，稱前者為 “小球測風”，稱後者為“大球測風”。
方法
測風氣球觀測的方法又分為單經緯儀測風、雙經緯儀測風或基線測風及視距經緯儀測風等數種。
單經緯儀測風
用一台經緯儀只能測定氣球相對於觀測點的仰角和方位角。在小球測風時，確定空間位置所需的第三個參數——高度是通過嚴格的氣球充氣方法控制氣球升速來推算的；在大球測風時是根據探空儀測定的氣壓、氣溫和濕度層結計算的。由於氣球升速實際上是隨高度變化的，所以小球測風精度不高， 且一般只能觀測到數公里高度。
雙經緯儀測風
雙經緯儀測風時，高空風是用兩台經緯儀同步兩定氣球仰角、方位角及經緯儀間的距離（基線長度）計算的。
視距經緯儀測風
所謂視距經緯儀測風是在經緯儀目鏡內設定一個測微標尺，在測定氣球方位角和仰角的同時讀取氣球或掛在氣球下的一段繩索的視角，再計算氣球空同位置的。此法精度很低，已很少使用。
特點
用光學經緯儀測風時氣球易受雲層遮蔽的影響。現代的高空風觀測通常是用無線電測風技術進行的。
儀器設備
光學測風經緯儀
光學測風經緯儀，亦稱氣球測風經緯儀或高空氣象經緯儀，用來跟蹤測風氣球或探空氣球角坐標，以計算高空風的一種光學儀器。光學測風經緯儀主要由望遠鏡、轉動、讀數、照明、水平調節裝置等部分組成。
為便於跟蹤觀察遠目標，測風經緯儀一般配有視野與放大倍數不同的兩個望遠鏡，而且望遠鏡的目鏡光軸與物鏡光軸相互垂直，無論氣球飛向哪個方向，目鏡光軸永遠保持水平。先進的讀數系統將仰角、方位角刻度盤的刻度映顯在目鏡內，利用游標尺，可讀到0.05°。
測風氣球
測風氣球是指高空風示蹤氣球。常為小型橡膠氣球，用光學測風經緯儀跟蹤。
其顏色有紅、白、黑三種，一般陰天或多低雲時用黑球，晴天時用白（本色）球，在兩者之間時則用紅球夜間觀測時， 球下掛一小燈籠。測風氣球一般充灌氫氣，充氣量根據預定的升速、球皮、負載電量以及氣壓和氣溫的實況來決定。在進行無線電測風時，球下掛一回答器或反射靶， 所以須使用較大的測風氣球。
探空氣球
探空氣球是指把無線電（測風）探空儀帶到高空進行溫、壓、濕、（風）觀測的白（本）色大氣球。它由天然橡膠或氯丁合成橡膠製成，有圓形、梨形等種。高空氣象站日常使用的探空氣球，升速一般為 6 - 8m/s，上升到30km上下的高空炸裂。
