在现代军事发展中，气象因素对决策与相关军事部署往往起到非常重要的作用，这对气象测试系统提出了更高的要求。从目前发展现状来看，现有的自动气象测试仪器仪表等都存在诸多不完善之处，例如信号处理能力较弱、参数测量误差较大、移动性与可靠性较差等缺陷。因此，研制出满足军用需求的气象测试仪迫在眉睫。本文设计了一套车载气象测试仪，其采用了可拆卸车载式结构，能够实现温度、湿度、大气压、风速、风向共计五种气象要素的高精度测量，通过CAN总线方式进行数据传输，可直接与车辆内部测控系统连接，满足目前军用需求。本文主要完成了车载气象测试仪的设计与实现，其中包括了总体方案设计、硬件系统设计、软件系统设计以及系统的测试与不确定度分析。在总体方案设计中，通过对车载气象测试仪设计需求的分析，提出了车载气象测试仪的总体设计方案以及测量的信号种类，并对气象测试仪的软件组成、工作流程进行了设计；硬件设计中，对测量单元进行设计的同时，对多参数传感器数据融合与自校准中温度与气压、气压与风速之间的校准算法进行了研究；硬件系统中主控制器采用具备CAN总线功能的infineon XC866单片机作为数据处理与通信的核心处理器，并对电源模块、数据采集模块进行了设计；软件设计中，利用Keil开发环境实现了单片机系统软件设计以及CAN总线通信程序的设计；最后，对测量不确定度评价的步骤与方法进行了研究，并针对本文所选用的各要素传感器进行了不确定度分析。车载气象测试仪的系统测试在黑龙江省环境检测与分析研发中心完成，测试结果表明，本文所设计的测试仪功能与性能指标均满足预期的设计需求。