刚体空间位姿测量装置及其测量方法，属于测控技术领域。为克服传统位姿测量装置的不足，本发明提出了一种接触式的低成本、高精度的刚体空间位姿测量装置，包括测量执行机构、数据采集装置以及存储计算程序的计算机；所述测量执行机构包括固定平台及固定在固定平台上的6个球铰，与运动刚体固连的运动平台及固定在运动平台上的6个球铰，两端分别与固定平台球铰和运动平台球铰相连的六个拉线式编码器。本发明还公开了一种刚体空间位姿测量方法，该方法根据上述测量装置获取的初始数据，利用迭代方程组得到被测刚体的空间位姿信息。本发明所述装置结构简单，系统实时性较高，能实现对被测刚体的全闭环实时控制。