悬臂掘进机头位姿的测量系统，特征是激光机动全站仪设置在已掘成形的巷道壁上，测量掘进机车体在大地坐标系的坐标，车体偏摆角传感器安装在反射棱镜后，测量掘进机车体偏摆角，双轴倾角传感器测量掘进机车体仰俯角和横滚角，油缸行程传感器安装在悬臂升降、悬臂回转和掘进机头伸缩油缸中测量油缸行程，无线通讯模块和数据采集模块将激光机动全站仪、油缸行程传感器、双轴倾角传感器和车体偏摆角传感器的测量数据传输给计算机，计算机采集和处理，并计算悬臂掘进机头相对车体以及大地坐标系的位姿，实现悬臂掘进机头位姿的测量。本实用新型具有实时性好，精度高，适用于悬臂掘进机等掘进设备的掘进机头位姿的测量。