空间飞行器地面仿真与测试是其研制过程中非常重要的环节，严格的地面测试将显著降低其研制风险。然而对于飞行器因姿轨控严重耦合、载荷分离、燃料消耗等因素导致质心随机变化较大的情况，目前还缺乏有效的仿真测试装置，本课题针对这种情况，研制了一套三轴姿态控制仿真验证系统，用于大质心偏移情况下推力矢量融合控制技术的仿真验证。该系统分为上位机、下位机、测角系统等多个子系统，本文则主要完成其上位机软件的设计以及系统的平衡调整。上位机软件系统又分为平衡控制系统以及监控系统，平衡控制系统主要任务是完成电源管理功能、支撑机构控制功能以及气浮台的粗精平衡调整功能；监控系统则主要完成系统三轴角度、角速率等信息的监控，系统数据的存储以及历史数据的查询功能。为完成上述功能，本文设计了串口通信模块、网络客户端模块、网络服务器模块作为底层的通信模块，该通信模块提供与下位机以及其他子系统进行数据通信的接口，从而保证上位机软件系统数据采集及控制指令发送功能。依据控制指令发送功能可实现上位机对下位机的控制；通过采集、分析系统数据可实现系统信息的监控，因而底层通信模块实际上提供了实现上位机软件系统功能的基础。在此基础之上，为实现气浮台的平衡调整，本文分析了粗平衡过程中气浮台的受力特性，得到其重心偏移与力传感器测量值之间的关系；然后分析了精平衡过程中动力学特性，并对台体运动过程及其欧拉动力学方程进行简化，得到重心偏移与三轴角加速率之间的大致关系。经过上述重心偏移的分析，可确定平衡滑块具体的移动量，为气浮台粗精平衡调整提供调整方案。最后，经过上位机软件系统的联调测试，证明该软件系统能够完成所需求的功能，并能通过与下位机的配合完成气浮台重心的调整，为飞行器姿态仿真奠定基础。