本发明公开了一种天线姿态精度测量系统，包括待测天线阵面和采样架，还包括关节臂、数据采集及计算系统以及电缆组件，所述关节臂设置在采样架与天线阵面之间，所述关节臂通过电缆组件与数据采集及计算系统进行数据通信，所述关节臂用于采集待测天线阵面上的待测点到采样架行走平面的距离，所述数据采集及计算系统实时接收关节臂采集的测量空间中的任意点坐标数值，以关节臂设备自身原点坐标为基准计算出任意点的相对坐标值，然后以多个点坐标拟合出需要的几何元素，并根据拟合的几何元素特征计算出各几何元素之间的位置关系，获取待测天线阵面的姿态精度。