台風や前線に伴う大雨・強風などによって発生する気象災害を防止するための注意報・警報の発表や天気予報には、地上付近の気象現象だけではなく、大気の立体的な構造を知ることが必要です。
このため気象庁では、ラジオゾンデを用いて上空の大気を直接測定する高層気象観測を行っています。

得られたデータは、天気予報や気候変動・地球環境の監視に用いられるほか、航空機の運航に欠かせないものです。
ラジオゾンデとは、気圧・気温･湿度等の気象要素を測定するセンサを搭載し、測定した値を送信するための無線送信機を備えた気象測器で、測定方式からGPSゾンデとよばれます。また、使用するゾンデの種類からGPSゾンデ観測とよばれます。
南大東島地方気象台のGPSゾンデ観測は、気象測器をゴム気球に吊るして飛ばすことで上空の気温･湿度･気圧のデータ信号をUHFアンテナにより受信しています。また、風向風速の観測は、GPS衛星の測位信号を利用して観測しています。
気象庁では、全国16箇所の気象台で、毎日決まった時刻にGPSゾンデによる高層気象観測を実施しています。
観測要素や観測時刻は次のとおりです。