本文针对空间姿态工业实时测量问题，通过理论研究和实验验证相结合，研究了空间姿态测量的相关理论，并在激光跟踪仪的基础上开发出了适用于空间姿态测量的系统。具体所做的工作如下： 1)提出了一种新的物体空间姿态的动静态测量方法，并分析了在动态测量时的物体空间姿态的动态特性，包括角速度和角加速度等，并对系统进行了标定； 2)根据空间姿态测量的要求，比照旋转矩阵概念，提出了反转矩阵的概念，解决了在测量计算过程中的难题； 3)根据1)中的要求，在Leica激光跟踪仪硬件基础上开发了物体空间动静态测量软件，可以方便、准确而快速的解决空间姿态的动静态测量问题； 4)根据误差分析的理论，分析了本系统的误差来源，对误差进行了分离和补偿，减小了这些误差对测量结果的影响； 5)针对系统的测量结果，对被测系统的动态性能进行了分析； 6)最后通过实验验证了这种方法的可行性和可靠性。 本文的研究成果在数控机床、机器人、空间飞行器测量和控制、船舶的地面实验和复杂零部件的装配等领域中有广阔的应用前景。