本文针对三线阵CCD卫星在轨对地摄影过程中存在的偏流角问题,进行偏流角补偿的研究。介绍了偏流角的产生及其对三线阵CCD相机的成像的影响。在充分分析偏流角产生因素的基础上,给出任意轨道卫星在轨运行时的偏流角,进而分析偏流角的特征,通过卫星姿态调整对偏流角进行有效补偿,在得出的卫星姿态调整量的基础上给出在一定时间内对地成像的有效面积。以误差四元数描述卫星姿态跟踪方程。设计了两种实现卫星姿态跟踪的控制器。第一种控制器在传统变结构控制器的基础上加入了自适应和模糊环节,自适应环节能够有效地补偿卫星在轨运行期间的干扰力矩影响,但不能消除变结构控制器存在的抖振问题,在加入模糊环节后能够有效地抑制抖振现象。第二种控制器是在考虑卫星转动惯量存在不确定部分的情况下加入一个补偿环节,通过仿真分析该方法能够在星体转动惯量存在不确定量的前提下最终达到稳定状态。最后设计了偏流角补偿的姿态跟踪控制系统,通过比较发现:以第一种控制器实现的补偿系统比第二种方法的有效成像面积大,但第一种控制系统需要的控制力矩比第二种系统要大的多,因此实现起来比较困难。相比较第二种控制系统能够快速的达到收敛,而且要求的控制力矩不大,能够满足偏流角补偿的要求。