自20世纪80年代美国军方提出了现代小卫星的概念以来,其技术发展非常迅速,目前已经成为航天器发展的一个重要方向。作为现代微小卫星的关键部分,其姿态控制系统需具有结构简单、质量轻、可靠性高和低成本等特点。本文以HIT-1号微型小卫星方案论证为背景,对微小卫星的姿态确定技术、主动磁控技术和姿态算法的硬件实现问题进行了研究。主要研究工作如下:论文首先对HIT-1号进行总体任务分析,明确总体方案对卫星姿控系统的要求。在对现有的姿态测量与控制方法分析与比较后,提出一种可行的姿控系统总体方案:以“地磁强度矢量+太阳方位矢量”作为基本姿态测量手段,以“俯仰偏置动量轮+三轴磁力矩器”作为卫星的姿态控制系统。对HIT-1进行了姿态确定系统方案设计:依照结构复用思想,将卫星的太阳电池片复用为太阳敏感器解算太阳方位矢量。讨论了基于“磁强计与太阳敏感器(电池片)的TRIAD双矢量定姿算法和基于扩展卡尔曼滤波的联合滤波定姿算法,解决了卫星在无角速率敏感条件下姿态测量和姿态确定的问题。通过仿真算例对定姿算法的定姿精度和适用范围进行了验证。对HIT-1进行了姿态控制系统方案设计:以俯仰偏置动量轮组合三轴磁力矩器构成控制系统主体,分别设计动量轮起旋阶段、入轨阶段、三轴稳定阶段的相关控制规律,并进行了数学仿真验证。同时对动量轮和三轴磁力矩器进行了参数设计。论文最后利用DSP及其它数字电路技术设计了HIT-1号姿控系统的主控板。以TI公司DSP系列TMS320LF2407芯片作为目标器件,利用地面仿真计算机结合Matlab/Simulink和CCS,构建了基于“CCSLINK for DSP”的微小卫星姿态控制仿真系统,对本文所设计的控制算法进行了功能级的仿真验证。