Hệ thống điều khiển trạng thái bay của vệ tinh (hình 1.21) có nhiệm vụ duy trì hớng của vệ tinh và vị trí của nó trên quỹ đạo. Yêu cầu phải liên tục điều khiển trạng thái bay của vệ tinh với độ tin cậy cao trong suốt thời gian vệ tinh làm việc trên quỹ đạo. Để đảm bảo độ tin cậy, ngời ta lắp thêm các thiết bị dự phòng tối cần thiết, các bộ xử lí điều khiển và chuyển mạch tự động.
Trạng thái của vệ tinh đợc duy trì theo một hệ thống toạ độ gồm ba trục đều xuất phát từ trọng tâm vệ tinh. Trục YAW hớng vào tâm của trái đất, trục PITCH vuông góc với trục YAW và hớng về phía nam, trục ROLL vuông góc với mặt phẳng của hai trục kia và hớng dọc theo vectơ tốc độ chuyển động của vệ tinh.
Khi vệ tinh thông tin ở trên quỹ đạo địa tĩnh, nó chịu ảnh hởng của rất nhiều yếu tố gây nhiễu có thể làm thay đổi vị trí vệ tinh. Vệ tinh thông tin có diện tích tiết diện với mặt trời lớn (gồm hai mảng pin mặt trời...) nên yếu tố gây nhiễu lớn nhất là bức xạ tia mặt trời (cỡ 10-4 ữ 10-5Nm). Ngoài ra còn ảnh hởng của từ trờng trái đất, các vì sao và sự lệch đồng chỉnh giữa các động cơ phản lực với nhau cũng đáng kể (cỡ 10-2 ữ 10-3Nm). Do các ảnh hởng nh thế, để phát hiện và xác định trạng thái bay đúng của vệ tinh, ngời ta dùng một hệ thống cảm biến - Sensor, gồm nhiều loại: Sensor trái đất, Sensor mặt trời, Sensor tần số vô tuyến, Sensor hồng ngoại...
Một sai lệch nhỏ bất kì trong trạng thái bay của vệ tinh đều đợc hệ thống Sensor này phát hiện và chuyển trực tiếp tới hệ thống điều khiển mặt đất để nhận lệnh thích hợp cho việc điều khiển trạng thái bay và vị trí của vệ tinh. Nằm trong hệ thống điều khiển trạng thái bay của vệ tinh còn có con quay hồi chuyển có chức năng cảm nhận những thay đổi quán tính trong hớng mặt phẳng của trục quay. Sau khi các Sensor phát hiện sai lệch vị trí, bộ xử lí trên vệ tinh (hoặc trung tâm điều khiển mặt đất) sẽ đa ra các lệnh điều khiển tới hệ thống điều khiển bao
gồm: Các bánh xe mômen, các bánh xe phản hồi, cuộn mômen từ, các động cơ phản lực để tạo ra các lực thích hợp nhằm cân bằng trạng thái bay và cố định h- ớng anten của vệ tinh.
Hệ thống điều khiển trạng thái bay của vệ tinh là phải đảm bảo độ chính xác cao, điều khiển linh hoạt, tốn ít nhiên liệu, tăng khả năng điều khiển độ ổn định, độ trôi. Nói chung, yêu cầu tối thiểu về độ ổn định vệ tinh là (≤0,10) cho h- ớng Bắc - Nam và (≤0,050) cho hớng Đông - Tây, các bánh xe ổn định có dự phòng 4/3.