本发明一种基于旋转标靶的掘进机位姿数据测量系统及其测量方法，属于掘进机位姿数据测量技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种基于旋转标靶的掘进机位姿数据测量系统硬件结构及其测量方法的改进；解决该技术问题采用的技术方案为：包括掘进机和活动设置在掘进巷道顶板上的激光指向仪，所述激光指向仪设置在掘进机的后侧，所述掘进机的机身上侧平行设置有一对旋转标靶，所述旋转标靶包括连杆和靶框，所述连杆的一端与靶框焊接固定，所述连杆的另一端与掘进机机身上设置的旋转电机的动作端相连，所述旋转电机嵌入掘进机机身内部；所述掘进机的内部还设置有控制电路板和倾角传感器，所述控制电路板上集成有微控制器；本发明应用于掘进机位姿数据测量场所。