本发明公开了一种基于角度约束的空间圆姿态识别二义性消除方法，包括：通过标定得到摄像机的内部参数；获取摄像机拍摄空间圆得到的测量图像，处理得到测量图像中的椭圆边缘点和几何元素的特征点，并计算得到在摄像机坐标系下空间圆的圆心坐标和空间圆所在平面的法向量，进而得到与测量图像上的几何元素所对应的空间几何元素的表达式；根据空间几何元素的表达式，以及已知的空间角度约束，确定空间圆所在平面的真实法向量。本发明通过引入与空间圆所在的平面共面的几何元素，基于角度约束，有效的消除了空间圆姿态识别中的二义性问题，提高了空间圆姿态识别的实用性和可靠性。