一种混合车轮定位系统和方法使用于第一对车轮(例如前轮)的从动靶标和用于另一对车轮(例如后轮)的主动传感测量头。主动传感测量头将用于采集靶标图像的图像传感器与用于感测主动传感测量头之间的关系的至少一个空间关系传感器结合起来。主动传感测量头之一或二者可以包括倾斜计之类的装置，用于感测各个传感测量头的一个或多个倾角。可以将来自于主动传感测量头的数据发送到主计算机来进行处理，以得出一项或多项车辆测量结果，例如，车轮定位应用中要用到的参数的测量结果。