地震前兆观测对地震预报、地质分析、地球物理、地球化学、环境工程、测绘工程等相关科学研究具有重要作用。受地震前兆观测仪器自身特性以及所处环境影响,气象干扰几乎是所有前兆观测仪器都面临的问题。从实际监测数据来看,我国主要进行地震前兆观测的形变、地下流体、电磁三大学科主测项都会受到气象三要素（气温、气压、降雨）的干扰,这就要求研究人员在提取前兆观测数据之前,必须要把气象因素对观测数据的影响进行量化剔除。因此使用专用的仪器对气温、气压、降雨三种气象因素进行准确观测并记录对地震前兆观测具有重要的意义。随着地震前兆观测技术的不断发展,对低成本、高精度、高稳定以及具有雷电监测功能的地震前兆气象观测设备的需求日益增加。为了满足当前地震前兆观测的使用需求,本文设计了一款新型的用于地震前兆辅助监测的气象三要素仪,主要完成的工作如下:（1）分析气象三要素仪的使用需求,对比现阶段地震前兆观测领域普遍使用的气象三要素仪的技术指标,确定了本仪器的总体功能和技术指标,制定了仪器设计方案,并进行了各功能模块选型。（2）根据方案完成了系统设计。针对选用的PT100气温传感器,进行了气温采集模块的电路原理图和PCB设计,并完成了气温和雷电采集系统的软件设计。基于以I.MX6ULL嵌入式处理器为核心的硬件平台,完成了嵌入式开发环境搭建、系统移植和驱动程序适配。基于Qt应用程序框架开发了交互界面应用程序,实现了仪器的人机交互功能。（3）对所设计的气温采集模块进行测试,并分析了仪器工作环境可能存在的干扰因素,对所选用的雷电传感器进行了干扰实验。完成了仪器样机的结构设计和组装,对样机进行了功能测试与技术指标测试。仪器测量分辨力测试中,气温、气压、雨量的测试精度分别为0.1℃、0.1hpa（百帕）、0.1mm。在仪器重复性测试和误差测试实验中,重复性变异系数小于2%,最大测量误差小于±2%。实验结果表明,本文设计的气象三要素仪可实现气象三要素测量和雷电监测,仪器测量结果准确,稳定性较好,对于地震前兆信号观测应用场景具有较好的适应性。