浮空器由于长期空中作业,导致其装载的惯性导航系统输出姿态的积累误差越来越大,必须进行定期校准.针对这个问题,提出利用已校准精密惯性导航系统对浮空器进行姿态校准,其关键是测量两个基座固连坐标系之间的相对角度.对该相对角度测量系统进行了设计:地面激光发射装置发射经过磁光调制的线偏振光,接收装置采用CCD和光电二极管分别测量俯仰角、滚转角和偏航角.考虑强大气效应和激光远距离传输的影响,该系统三维相对角度的理论测量精度可达到10-4 rad,太空背景下的测量精度可提高两个数量级,对非接触物体间的相对姿态测量具有重要意义.