基于平台高精度自旋的光学成像方法作为一种新型小卫星成像模式,具有覆盖区域广、效率高等优点,在广域目标搜索和快速普查成像任务中具有重要应用价值。本文针对该成像方法的平台高精度自旋姿态控制开展深入研究,主要工作包括:针对卫星自旋运动刚体动力学模型,设计了考虑转动惯量带不确定性的有限时间自适应跟踪控制器,实现相对参考轨迹的高精度快速跟踪。针对经典滑模控制器收敛速率方面的不足对其进行改进,基于四元数的分数阶次反馈设计有限时间滑模面,利用绕欧拉轴转动时欧拉轴指向不变、其导数为零的特性,解决了有限时间控制中的奇异性问题,在有限时间内系统可沿着滑模面收敛至平衡点。随后针对模型不确定性引入自适应控制,设计转动惯量估计更新律,通过设计收敛速率慢于系统收敛速率的协态变量校正自适应更新律,设计出分数阶次反馈项并给出有限时间自适应控制器,实现存在模型不确定性条件下刚体卫星对于参考轨迹的快速、高精度跟踪。针对卫星自旋运动带挠性附件的动力学模型,设计了可观测挠性附件振动的状态观测器,利用挠性模态估计值抑制振动影响,实现了考虑挠性附件高精度有限时间跟踪控制。首先基于挠性附件的标准二阶模型与不考虑外部扰动的卫星姿态动力学模型,推导针对挠性模态的标准一阶系统模型,并将姿态角速度信息与控制系统输信号视为线性系统观测量,并利用反馈信号的分数阶次构建状态观测器校正信号,实现有限时间稳定特性的挠性振动状态观测。随后基于修正罗德里格参数(MRP)模型构造分数阶次的有限时间滑模面并设计有限时间控制器,合理利用修正罗德里格参数导数规避了控制器的奇异性问题。仿真结果表明,基于状态观测器对挠性模态振动的估计结果添加控制项以消除挠性系统对卫星本体的干扰力矩,可实现在挠性附件振动条件下卫星平台相对于参考轨迹的快速、高精度跟踪。针对考虑模型不确定性、外部未知干扰力矩等扰动项的带挠性附件自旋卫星的动力学模型,设计出控制力矩、转速受限的鲁棒PID跟踪控制器,实现对参考轨迹的高精度跟踪,利于工程直接应用。首先对经典PID控制器中积分项进行改造并在其中添加角速度项、姿态参数项与运动方程项,同时在Lyapunov函数中构造姿态角速度、四元数、积分项、挠性模态项相互之间的耦合项以简化其导函数的形式与结构,并完成了对高阶系统稳定性证明并大幅度简化系统对控制参数的约束。最后引入系统控制力矩与姿态角速度的约束,分析二者与控制参数之间的关系,给出系统参数对于控制参数的严格约束条件与宽松约束条件,利于工程应用。仿真结果表明,该控制算法能够实现在各类扰动与系统约束条件下卫星平台对于参考轨迹的高精度跟踪。