随着新世纪战争形势的变化，为了适应复杂多变的战场环境，实现高效毁伤的目标。而技术的关键之一就是弹丸飞行姿态角的获取，但是由于弹丸高速的旋转使得目前的捷联惯导测量设备无法达到其所需要的测量要求。因此本文对基于三轴磁传感器的弹丸姿态角测量系统进行建模与实验。深入的研究了地磁场的形成原理、常用的地磁场描述与计算模型。结合地磁软件获得的数据，对地球磁场应用于弹丸姿态解算系统的可行性进行了分析，根据常用磁传感器元件的工作原理，分析其各自的优缺点。以捷联惯性导航为基础，介绍了坐标模型和坐标转化关系。研究地磁探测技术和其相关的理论，提出基于磁传感器的姿态导航系统算法和磁传感器标定的方法，重点研究了通过直线法、转动法和查函数值法来求解滚转角。以某型弹丸为实例，根据6自由度弹道方程建立弹丸运动轨迹的数学模型，对弹丸高旋转情况下，通过基于磁传感器姿态解算系统和捷联惯性导航系统的数值仿真与对比实验的分析，结果表明利用磁传感器的系统解算精度高于捷联惯导系统的解算精度，其解算姿态误差不大于10°。搭建FPGA的导航系统样机，该系统器件包括磁传感器、陀螺仪、加速计、温度计和GPS。对惯导样机进行半实物实验，实验结果表明了基于磁传感器的姿态解算系统设计是可行的，有效的。