高精度高稳定度的卫星姿态控制系统作为现代小卫星的关键技术，业已受到国内外的广泛关注，它也是实现卫星所担负的各种探测、开发和空间任务的重要保证。本文针对对地观测小卫星，进行了仿真系统及其演示环境可行性方案论证和方案设计工作。本文的主要研究工作如下： (1) 卫星姿态动力学建模研究：针对对地定向三轴稳定卫星，考虑了重力梯度、太阳辐射、大气阻力、地球磁场等环境因素对卫星的影响，建立了较精确的卫星姿态动力学模型，同时又建立了四元素描述的姿态运动学方程。 (2) 很多仿真是根据经验估算卫星所受的干扰力矩，本文以某对地观测小卫星为背景，利用所建力学模型对卫星所受数种干扰力矩进行计算，形成了一个以飞轮作为主动力矩、通过磁力矩卸载的闭环而且稳定的姿态控制系统。 (3) 基于HLA的卫星姿控系统研究：分布式HLA技术的出现，为卫星这样一个结构复杂、功能模块较多的庞大的系统工程提供了强有力的软件支持。本文比较全面系统地研究了HLA开发过程，解决了HLA建模／仿真中遇到的各种问题，例如同步、编码、属性更新、发送交互等，建立了一个标准的开发模板，为以后HLA的应用奠定了很好的基础。同时在符合HLA标准的商业RTI——pRTI下，建立了SOM／FOM模型，实现了控制器、姿态力学和干扰力矩、管理者各联邦成员之间的信息传递以及仿真间的互操作，并进行了仿真。 (4) Matlab的Simulink仿真建模工具直观、容易掌握。本文在Simulink下对卫星姿控系统作了比较深入的研究，对各种干扰力矩进行了验证，同时在不同的仿真条件下实现了卫星三轴稳定控制、姿态机动和飞轮的磁卸载。 (5) Matlab的RTW能将Simulink框图模型转化为C程序代码，这些C代码成为将Simulink模型转化为HLA联邦成员工作的起点和基础。本文充分论述了基于HLA的多领域建模过程，初步研究了各领域商用仿真软件与HLA应用层程序的接口框架。