随着载波相位差分技术和数字信号处理硬件的快速发展，GPS姿态测量的实时处理成为可能。本文研究了GPS实时姿态测量技术的理论及实现，并分析了多径效应对GPS观测量的影响及载波相位多径误差抑制。GPS姿态测量通常采用双差载波相位观测量，因此整周模糊值解算成为GPS实时姿态测量的关键问题。本文提出的Z变换增强FASF算法能有效的减小模糊值搜索空间，提高整周模糊值解算的速度和实时性；整周模糊值确定后，需要对整周模糊值的可靠性进行分析，本文提出的比率检测算法能有效的减少整周模糊值错误确定后整周模糊值二次解算所需要的时间；为了进一步减少整周模糊值解算所需的历元数目，本文提出把基线长度先验信息作为观测量进行卡尔曼滤波辅助整周模糊值求解。此外，在GPS姿态测量系统中，必须保证载波相位观测数据中无载波相位周跳，本文提出的多普勒预测算法和基线长度约束相结合的方法能有效的检测和修正载波相位整周模糊值固定前和固定后的周跳问题，减少了姿态测量系统重新初始化的次数。GPS姿态测量中，大部分误差源可通过双差得到抑制或降低，多径误差成为主要的误差源。本文从经典的GPS接收机跟踪环出发，分析了多径效应对伪距观测量、载波相位观测量和SNR的影响，提出了码相位多径误差和载波相位多径误差的数学模型；通过对多径效应的几何模型分析，提出了多径信号相对路径延迟的数学模型；在此基础之上，提出了一种改进的基于窄间距多天线阵列的载波相位多径误差抑制算法，通过计算机仿真证明了该算法的有效性。姿态参数通常采用直接计算方法得出，通过对姿态参数的精度分析，得出了姿态测量精度同基线长度和相对精度因子的关系，分析了姿态测量系统中单点定位对相对定位精度的影响。提出了采用Novatel OEM4构建高精度双天线实时姿态测量系统的设计方案，并分别采用通用数字信号处理器和PC/104嵌入式单板计算机实现了双天线实时姿态测量系统的样机，实验表明，双天线实时姿态测量系统的实时性可达到10Hz，基线测量精度可达到毫米级，偏航角测量精度可达到0.02度左右，俯仰角测量精度可达到0.1度左右。