利用GPS信号对载体的姿态进行测量是GPS应用的一个新领域。本文围绕利用GPS载波相位信号确定运动载体姿态这一主题，重点研究了GPS姿态测量的理论及算法实现，并实现了一套姿态测量系统。 文章归纳了GPS姿态测量系统的三个主要环节：数据的采集与处理，整周模糊度的快速解算以及姿态角的解算。总结了GPS姿态测量的关键技术，包括载波相位的测量、误差的减小以及模糊度的正确解算。设计了采用三块分离的GPS接收机OEM板的姿态测量系统，给出了整个系统的实现流程。 在数据采集与处理环节，采用二进制格式从接收机获得数据，并对从接收机接收到的原始数据进行解算，以获得姿态解算所需的信息，包括双差载波相位数据，接收机在WGS-84地球坐标系下的坐标以及卫星的星历。 在整周模糊度解算部分，分析比较了现有的模糊度解算方法，在剖析多种方法的基础上，归纳出模糊度解算的一般步骤。讨论了适合于短基线姿态系统的模糊度搜索范围确定的两种方法：QR分解算法和几何约束法。同时列出了三种检验方法，联合检验获得正确的整周模糊度组合。最后分析了周跳产生的原因，并介绍了周跳检测和修复的三种方法。 在载体基线及姿态解算环节，介绍了姿态解算所涉及的三种坐标系及其相互转换关系。对载体的姿态解算方法进行了研究，并基于wahba问题推导出基于非单位向量的姿态解算方法。对载体姿态解算三种算法进行编程实现，并采用仿真数据进行了验证。 在理论研究的基础上，以加拿大NovAtel公司的SUPERSTAR II OEM板为硬件基础，实现了GPS姿态测量系统，运用实测数据对系统的算法与软件进行了检验，包括不同基线长度的静态实验，伪动态实验以及整周模糊度的解算实验。