Como método clásico de observación de perturbaciones, el observador de estado extendido (ESO) se utiliza comúnmente en controladores para la estimación de perturbaciones y el control de retroalimentación. Sin embargo, el ESO se basa principalmente en señales de entrada-salida y no utiliza completamente la información de las derivadas del sistema y la estructura dinámica del sistema. Este subuso limita su efectividad para vehículos aéreos no tripulados (UAV) de despegue y aterrizaje vertical (VTOL). Esta limitación es especialmente problemática en UAV VTOL sin cola pequeños (UAV ST-VTOL). Aunque estos UAV pueden cambiar de modo y operar en espacios confinados, son altamente susceptibles a perturbaciones como el viento. Para abordar este problema, este artículo aplica un nuevo controlador de rechazo de perturbaciones a un UAV ST-VTOL. Específicamente, el controlador reemplaza el ESO lineal tradicional con un observador de función de compensación de estado mejorado (SCFO) e integra este último con un controlador de modo deslizante equivalente (ESMC). Los resultados de simulación demuestran que el SCFO logra una precisión de estimación de perturbaciones sustancialmente mayor que tanto el ESO clásico como su variante mejorada con función de fal. Los experimentos de vuelo en el UAV ST-VTOL confirman que el método propuesto reduce el error de seguimiento en comparación con un controlador PID convencional y mantiene un vuelo estable en condiciones de perturbaciones externas.