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船舶航向控制非线性系统的非线性项具有特殊形式，基于此，本文给出了一种全阶状态观测器设计方法。状态观测器的系数可由Matlab LMI工具箱计算得出。针对船舶航向控制非线性系统，采用观测器Backstepping方法设计输出反馈控制器。该方法可以保证船舶航向控制系统的全局有界性。最后针对育龙轮的仿真结果证实了所设计的输出反馈控制方法的有效性。