本发明提供一种探空仪及基于INS的高空风探测方法，其中探空仪包括气象传感器、惯性导航模块、探空仪主板及发射机，气象传感器用于探测空中的多种气象要素；惯性导航模块用于获取探空仪的导航参数；探空仪主板与前述气象传感器和惯性导航模块信号连接并用于执行前述气象要素和导航参数的数据质量处理、信号采样变换以及数据流生成，并将数据流传输至发射机；发射机接收探空仪主板传输的数据流并发射。本发明的探空仪及高空风探测方法通过在探空仪内设置惯性导航模块实现定位，系统独立、不会对外界造成电磁干扰，测风精度满足目前业务要求，为特殊环境下的高空风测量提供了一种新的有效途径。