本发明公开了一种悬臂式掘进机截割头运动轨迹控制系统和控制方法，属于数据采集和处理技术领域；所述控制系统由陀螺仪角度采集模块U1、截割部升降回转伸缩位移值采集模块U2和数据处理建模模块U3组成；本发明采用三轴陀螺仪+射频传输+三轴位移量建模方法，利用陀螺仪采集截割头航向角、俯仰角，利用模拟量采集或脉冲采集获得截割头升降结构位移值、回转结构位移值，通过射频传输的方式将以上值汇总值建模系统，建模系统对采集数据建立运动轨迹模型，实现运动轨迹模型的数据准确性，进而为截割头控制系统提供准确的控制数据，实现截割头位置的精确控制，从而实现截割面的精准截割工艺要求。