卫星控制系统是一个极其复杂的系统，它包含多方面的内容。本文以地球同步轨道卫星为研究对象，从理论上和工程上较系统和全面地研究了卫星姿态控制系统的多敏感器信息融合技术、故障诊断与系统重构技术、自主导航技术、轨道保持技术。 本文的研究工作重点如下： 1．星上多敏感器信息融合技术研究：构造了联邦滤波结构，建立联邦滤波各个子系统的状态方程和量测方程，分析了各个子系统的滤波算法和联邦滤波算法、集中滤波算法，研究了在主滤波器采样周期不同的情况下，以及各个子系统采样周期不同步的情况下的定姿效果，并进行了数字仿真。 2．卫星控制系统故障诊断与系统重构技术研究：提出了基于联邦滤波结构的卫星姿态确定系统智能自主故障诊断与系统重构方案和算法。由于惯性测量子系统在联邦滤波结构中有着举足轻重的作用，因此本文还提出了惯性测量子系统的部件级故障检测与隔离方案和算法。 3．同步卫星自主导航与轨道保持技术研究：分别选取惯性空间位置矢量和采用Hill方程表示的经、纬、向径误差作为状态量，分析轨道动力学模型误差、采样周期以及敏感器测量、安装等误差对定轨精度的影响。根据卫星轨道保持的要求，提出位置保持方案，使卫星偏离定点位置的经纬漂移量小于给定值。 本文有如下创新点： 1．将捷联惯导系统的元件级故障检测理论和系统级故障检测理论应用于卫星控制系统，提高了卫星控制系统的自主性和容错能力。 2．以星光角距为量测量，运用广义卡尔曼滤波实现定轨。