为解决炮射高旋弹丸的滚转角测量问题,本文研究了基于地磁的弹丸滚转角测量和精度检验方法,开展了弹载磁测量误差建模与校正、滚转角测量的系统误差建模仿真以及滚转角磁测量精度飞行试验验证等方面的研究。为了校正弹载磁测量的误差,通过分析误差来源,建立了包含传感器系统误差与弹体软硬磁干扰的线性磁测量模型;针对弹载磁测量环境下独立姿态的磁校正问题,提出了基于代数椭球拟合的线性磁校正方法,求解了基于对称矩阵假设的磁干扰系数矩阵。经单兵武器飞行试验验证,椭球拟合校正后磁测量总体误差小于0.5%。对比代数与几何椭球拟合的磁校正方法,由飞行试验数据得出:弹载磁测量环境下代数椭球拟合方法计算时间短、误差标准差小。为了检验对称矩阵假设下椭球拟合校正方法的单轴磁测量精度,进行了地面转台试验。试验结果表明,采用椭球拟合的方法比非独立姿态的磁校正方法最大多3%的误差。为了在降低试验成本的同时获得滚转角测量的整体精度,进行了基于地磁测量弹丸滚转角的系统误差仿真研究。由于修正弹药在飞行中存在无控和修正两种情况,所以分别在两种情况下研究单地磁和地磁与卫星组合两种方法的辅助角误差散布规律,并建立了辅助角误差模型。在无控飞行状态下,采用蒙特卡洛弹丸落点散布仿真的方法;在修正状态下,采用包含不同射角、发射装药、启控时间和修正相位的单一方向持续修正仿真方法。结合本文仿真的磁参考角误差和单兵火箭弹飞行试验的磁校正误差结果,完成了基于两种滚转角解算方法的全射向域系统误差仿真。在排除奇异点误差区域后的1σ水平下,单磁方法的滚转角解算系统误差在无控与修正状态下分别为±2°和±10°;地磁与卫星组合方法的滚转角解算系统误差在无控与修正状态下分别为±2°和±5°。为了检验地磁方法测量滚转角的精度,采用基于太阳光线方法测量的弹体滚转角作为参考基准,并提出一种基于太阳光线测量方波的弹体滚转角测量方法,建立了飞行外弹道中太阳方位识别的数学模型。通过比较地磁与太阳方位测量滚转角的输入参数精度,论证了基于太阳方位的滚转角测量结果可以作为磁测量的参考基准的可行性。利用太阳方位识别模型,仿真设计了视场中心线高度角,以及飞行试验中的光测时间窗口。制作了原理样机,利用地面综合动态试验平台完成了模拟弹丸旋转的光测动态试验,验证了光测模块参数设计方法的可行性。最后,为了检验地磁校正、地磁和太阳方位滚转角测量方法的有效性,设计了地磁和太阳光线测量模块,并分别完成了 155毫米与120毫米试验弹的飞行试验。将由单磁的滚转角解算方法衍生的四种解算方法(带通滤波解法、工程解法、椭圆校正解法以及椭球校正解法)与光测方法进行对比。综合分析可知基于椭球拟合的单磁滚转角解法具有相对较好的稳定性与精度。