随着GPS精度的提高，利用GPS进行载体姿态测量的技术应运而生，而为了使GPS真正成为民用导航可用的单一导航系统，需要解决的关键问题是完好性问题。本文系统研究了GPS姿态测量原理和GPS接收机自主完好性监测（RAIM），探讨了相应原理和算法实现等问题。首先介绍GPS系统的组成、GPS定位的基本原理、载波相位测量的基本原理等。然后对GPS姿态测量原理进行了详细论述，介绍了姿态参数解算将会用到的坐标系统及其之间的转换，给出了GPS姿态测量的观测方程。并对姿态测量的关键问题—整周模糊度的确定进行了论述。本文还分析了接收机自主完好性监测算法，它是基于接收机冗余观测量的监测算法。分别探讨了基于最小二乘残差和基于奇偶矢量的RAIM算法，推导了相应的故障检测和故障识别的模型，又从理论上证明这两种方法是相等的，最后验证了最小二乘算法。对于RAIM算法引入姿态测量的应用进行了分析和实验，减小计算量、提高了解算速度、精度和稳定性。进行了实地数据采集以及实时数据处理。实验结果表明基于本文姿态测量系统输出可以达到0.1°至0.2°的测姿精度。