本发明公开了一种自动沉降监测系统，由无人机子系统、激光测量子系统和毫米波雷达测量子系统构成。无人机子系统悬停在观测点正上方，激光测量子系统由激光发射装置和激光接收装置构成，激光发射装置位于基准点处，用于发射水平准直激光信号，激光接收装置固定在无人机上，用于测量无人机相对于基准点的高度；毫米波雷达测量子系统由毫米波雷达和无源反射器构成，毫米波雷达固定在无人机子系统上，无源反射器位于观测点处，用于测量无人机子系统相对于观测点的高度；从而可以测量出观测点相对于基准点的高度，进而可以测量出观测点的沉降位移量。