本发明公开了一种预制弧形件隧道内部装配姿态调整装置，包括：弧形件拼装机、参考标靶、目标标靶和控制系统，其中：弧形件拼装机，可在竖直方向上升或下降，在左右方向移动；参考标靶，为四个，设置于已安装弧形件上壁面，用于定位测量系统测量已安装弧形件的空间位置参数；目标标靶，设置于待拼装弧形件上壁面，多个目标标靶用于定位测量系统测量待拼装弧形件的空间位置参数；控制系统，用于接收已安装弧形件和待拼装弧形件的空间位置信息，以得出两者的位移差，并使弧形件拼装机调整位置。该方法实现了弧形件姿态识别，并在狭小空间内自动完成精准定位，装配，施工效率高、人工劳动强度低，确保隧道内部预制件拼装安全。