姿态测量技术的研究和应用在航空航天、国防、医学、勘探勘测等领域扮演着举足轻重的角色。摄影测量技术是一种高精度三维测量技术，基于摄影测量的姿态测量技术是目前研究的热点。本文设计了一种基于摄影测量和目标跟踪技术的姿态测量系统来实现对室内运动车体目标姿态信息的实时测量。本文对本系统的关键技术进行了重点分析和论证。通过对图像处理多种算法的研究，设计了一种适合本系统的目标自动识别、中心坐标亚像素定位算法。该算法速度快速、识别准确率高，定位精度高。通过对摄影测量系统内外参数标定方法的研究，提出了一种适合本系统的参数标定方法，该方法快速，易操作，并且标定精度高。本文从实际应用的角度出发，创新地将相机固定在二维转台上，利用三角交会原理，测量出待测点的空间坐标，再解算出目标的姿态信息，最终实现了运动车体姿态的实时测量,并通过实验验证本系统达到了预期的精度要求。