La creciente complejidad de las misiones de acrobacias aéreas requiere niveles cada vez más altos de precisión en el control de actitud en vehículos aéreos no tripulados (VANT) de ala fija. Los métodos de control tradicionales, como la linealización por retroalimentación y los modelos lineales de derivación de pequeñas perturbaciones, fallan en mantener la precisión del seguimiento de actitud, debido a la presencia de perturbaciones no anticipadas, especialmente las perturbaciones por olas durante vuelos marítimos a baja altitud, y a las incertidumbres del modelo introducidas por factores como maniobras de gran ángulo, características aerodinámicas complejas y consumo de combustible. En consecuencia, estas limitaciones obstaculizan la ejecución exitosa de maniobras complejas, como el looping, el split-S, el giro Immelmann y la maniobra cobra de Pougatcheff. En respuesta a estos desafíos, proponemos un sistema de control por modo deslizante integral basado en un observador de perturbaciones (ISMC-DO) para lograr un seguimiento robusto del ángulo de actitud en medio de incertidumbres del modelo y mitigar los efectos de las perturbaciones por olas. Además, se adoptan representaciones cuaterniónicas como complemento a los ángulos de Euler, resolviendo así los problemas de singularidad inherentes a estos últimos. Al utilizar la función de Lyapunov, se demuestra que el sistema de control basado en ISMC-DO es asintóticamente estable. Los resultados de simulación validan aún más que ISMC-DO puede lograr un control de seguimiento de actitud de alta precisión del VANT bajo perturbaciones por olas.