转动惯量是物体质量特性参数中的主要指标，是描述物体动力特性的重要物理量。作为一项具有共性和基础性的研究，涉及领域包括航天、国防、建筑等，正确测定物体的转动惯量，在工程技术中有着十分重要的意义。　　对于大型弹箭或航天器等被测物体，我国现有测试水平和国外有较大差距。通过自主创新，研究掌握转动惯量高精度测量的理论及技术，提高这一领域的技术水平是必须的，也是紧迫的。　　本文采用一种新的测量原理：将转动惯量测量归结为复摆动力学系统的辨识问题。运用相平面法对系统非线性二阶动力学方程进行分析，使其转变为具有解析解的一阶线性微分方程。并在转角-角速率的相平面内，利用最小二乘准则和函数极小值原理求解摩擦阻力、空气阻力的特性参数及待测转动惯量系统待辨识参数。在新测量原理中，由于高精度测量结果的取得不依赖高成本精密制造、昂贵的元器件和苛刻的测量环境条件，因此项目兼具低成本和系统稳定可靠的特点。　　测试系统包括机械结构、角位移传感器组件、数据采集、数据处理4部分。大量的实验及实验数据处理结果证明了所提方案的正确性以及达到高精度测量的可能性，论文分析了主要误差的来源，制定了下一步减小误差的方案。