卫星姿态控制系统设计和仿真是整个卫星设计周期中重要的组成部分,对卫星任务的完成起到了十分重要的作用。在其它分系统正常工作的条件下,资源卫星能否准确拍照、中继卫星能否进行星间的链路通信、卫星星座间的相对位置能否保持等,都是由卫星姿态控制系统来保障的。姿态控制系统的控制效果实时在线显示出来是当前卫星视景仿真系统中的重要内容。本文针对三轴稳定卫星的姿态控制和实时显示问题,进行了深入细致的研究。主要完成了以下几方面的工作：建立了卫星姿态和轨道运动的模型。在卫星的各种姿态描述中,基于四元素的运动学方程具有避免Euler角的奇异问题并且简化了姿态矩阵运算的优点,本文选用了基于四元素的运动学方程。本文所有的设计仿真都是在第三章建立的卫星姿态轨道六自由度模型的基础上完成的。针对执行器为推力器的三轴稳定卫星姿态控制系统,首先研究了推力器的安装位置对控制的影响,建立了推力器组模型。安装了备份推力器并在此基础上使用状态流图进行推力器失效策略的设计。接着设计了PD姿态控制器和对地定向导航模块。通过大角度机动对地定向和对惯性空间定向仿真的实验,验证了整个控制系统的正确性和鲁棒性。针对反作用飞轮三轴稳定卫星姿态控制系统,首先对卫星运动学方程进行了改动,增加了飞轮动量模块。接着研究了反作用飞轮的数学模型以及干扰与噪声,建立了反作用飞轮的模型,分别设计了PID控制器和模糊控制器对小角度姿态机动进行了验证。最后在推力器控制系统和反作用飞轮控制系统的基础上,进行了基于STK实时仿真的研究和设计。建立了STK与Matlab的连接,同步显示了仿真中的三轴卫星的位置和姿态数据。在此基础上又讨论了实时显示的问题,运用RT_LAB编译simulink模型并使之可以运行于QNX实时系统中,解决了单独依靠simulink和STK软件来仿真是不能实时显示的问题。