针对火箭垂直起飞段外部实测姿态数据获取难度大且实时性差的问题，提出了基于激光雷达的火箭垂直起飞段实时姿态测量方法。将4线激光雷达安装于跟踪架组成测量系统，在火箭发射前，激光雷达持续扫描火箭获取静态激光点云数据，采用基于多椭圆圆心拟合中轴线算法，计算并分析得到激光雷达静态与动态姿态测量精度分别为0.018 8°和0.049 8°。在火箭发射试验中，激光雷达高精度跟踪扫描火箭中上部位置，实时高精度获取并输出火箭姿态变化数值。与光学设备姿态测量数据进行比对，验证了基于激光雷达的火箭垂直起飞段姿态测量方法的可行性与正确性，实现了偏航角与俯仰角的实时高精度测量，将火箭姿态测量精度较光学测量设备提升了约5倍。基于激光雷达的姿态测量技术有效填补了目前火箭垂直起飞段外部实时姿态测量的空白，保证了火箭发射安全。