一種雙軸旋轉(zhuǎn)慣性測量單元的姿態(tài)測量系統(tǒng)及其方法，屬于慣性導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括慣性測量單元、第一旋轉(zhuǎn)平臺、第二旋轉(zhuǎn)平臺、驅(qū)動電路、控制器和計(jì)算單元等。該裝置通過第一旋轉(zhuǎn)平臺控制慣性測量單元旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而利用旋轉(zhuǎn)前后不同姿態(tài)下陀螺儀和加速度計(jì)所計(jì)算的傾角變化差值來估計(jì)陀螺儀的漂移。同時，通過第二旋轉(zhuǎn)平臺可以改變第一旋轉(zhuǎn)平臺的旋轉(zhuǎn)軸方向，克服了當(dāng)?shù)谝恍D(zhuǎn)平臺的旋轉(zhuǎn)軸和重力方向重合時其旋轉(zhuǎn)不能改變傾角而使得漂移估計(jì)失效的問題，并能避開用歐拉角的姿態(tài)描述方法存在的奇異點(diǎn)。本發(fā)明可為室內(nèi)、強(qiáng)磁干擾等作業(yè)環(huán)境下的機(jī)器人等應(yīng)用對象提供姿態(tài)測量信息。