随着空间技术的发展，太空竞争越来越激烈，为了能够在地面上真实的模拟外空间环境以及尽量减小科研投入和降低风险，地面仿真试验系统被越来越多的科研单位投入到实际应用当中。地面仿真试验系统的主要作用是模拟太空中微重力的环境，气浮转台系统是典型的地面仿真试验系统，它采用空气轴承支撑台体，能够模拟微重力环境下的姿态运动。本文以某型三轴气浮转台系统为研究对象，展开了关键技术和系统实现研究。本文分别阐述了三轴气浮转台系统的工作原理和基本组成结构，提出了三轴气浮转台系统的几个关键技术难题，并对三轴气浮转台系统研究所需的参考坐标系进行了定义。本文分析了三轴气浮转台系统的干扰力矩，重点开展了静压气压球轴承涡流力矩和三轴气浮转台不平衡力矩的分析和研究。本文应用计算流体力学对静压气体球轴承涡流力矩展开了研究，通过建立静压气体球轴承的三维数学模型和对模型进行理论计算，得到了节流孔加工误差和球窝倾角安装误差对涡流力矩的影响规律。同时，本文还对不平衡力矩产生的原因及消除方法展开了分析和研究，通过对不同静平衡调节方法的分析和比较，提出采用基于递推最小二乘法的自动调平衡方法来进行静平衡调节。结合理论研究和课题需求，本文提出了三轴气浮转台系统的技术指标要求，并以技术指标为依据，对三轴气浮转台系统的气体球轴承、自动调平衡系统和测控系统等各个组成部分进行了设计和实现。本文以静压气体球轴承为主体，搭建了涡流力矩测量实验平台，并进行了球窝倾角涡流力矩测量实验，得出了与理论计算一致的结论。