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针对小型飞行器无线电地面定位系统的指标要求，设计出一种数字化高精度角位移传感器。介绍了角位移传感器的系统组成与原理设计，通过分析选择了以旋转变压器作为角位移采集器的设计思路，给出了角位移传感器的硬件设计，并详细论述了软件设计中的数据采集与数据处理方法。通过对系统进行实验室静态测试和飞行过程动态测试，其测试结果与固定方位角或GPS数据拟合良好。误差分析表明：给出的角位移传感器设计合理，精度满足系统指标要求，可推广应用于其他领域的角位移测量系统。