空間站的在軌建設就像“搭積木”，需要在太空將各艙段組裝起來，期間還會有載人飛船、貨運飛船頻繁的造訪和分離。自空間站建造以來，其在軌的質量變化約5倍，慣量變化約100倍。而航天科技集團五院502所為空間站量身打造的空間站制導導航與控制(GNC)系統，能在各階段的姿態、軌道、機動等控制任務中，實現多艙段資源的統一調用，保障空間站穩定運行。

　　空間站在軌運行時，GNC系統可謂是重任在肩。它除了能消除發射時核心艙與火箭分離過程姿態的偏差、來訪飛行器與核心艙對接和分離過程中對空間站姿態的干擾，以及艙段轉位后的姿態漂移，還能完成核心艙單艙和空間站組合體整個飛行任務期間的姿態軌道的測量與控制，包括組合體飛行期間各艙位置和姿態信息的共享、各艙發動機的融合姿軌控等。不僅如此，它還要配合完成交會對接、航天員出艙、機械臂在軌操作、光學艙維護等任務。

　　天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙三個艙段的質量均超過20噸，再加上載人飛船、貨運飛船的到訪，空間站實現最大擴展時，質量會達到近180噸。大質量、大慣量、大干擾、大撓性、變結構，這些特點給空間站GNC系統的設計帶來了巨大挑戰。

　　例如同樣是“向左轉”這個動作，在不同的構型下，需要調動和能調動的資源、信息自然不同?？臻g站GNC系統要能根據當前構型自主選擇最優控制方案，實現對整個空間站的控制，保證各種構型下空間站的“精穩控制”。

　　通常來說，控制空間站姿態的方式無外乎采用噴氣或控制力矩陀螺兩種方式。為了用最少的燃料使用實現組合體的姿態控制，航天科技集團五院專門研制了1500牛米秒的控制力矩陀螺產品，并為空間站不同構型設計了特有的組合體力矩平衡姿態，只需通過小幅度的姿態調整，就能最“經濟”地控制空間站這個“龐然大物”。并通過極低頻超大型組合體控制設計、多艙融合組合體健康管理實現了GNC系統的超能、智能。

　　技術人員表示，空間站三軸姿態精度和姿態角速度穩定度指標均優于系統設計要求，姿態機動也表現出色。截至目前，空間站在軌已進行了200余次大角度姿態機動，以滿足能源、航天員出艙、雷雨天氣下等通信需求。力矩平衡姿態控制模式是我國航天器在太空中的首次應用，在軌飛行曲線顯示，空間站長期飛行時三軸姿態穩定，在沒有噴氣卸載的情況下，控制力矩陀螺的角動量幅值長期維持在較低水平，達到了力矩平衡姿態控制的目的。

　　空間站建造以來，各階段的姿態、軌道、機動等控制均圓滿完成。從單艙入軌到完成“T”字構型，質量變化約5倍，慣量變化約100倍，GNC系統解決了建造過程中的變構型、大撓性和系統組成復雜等問題，驗證了慣量在2個數量級變化的系統的穩定性、可靠性，各項功能性能均滿足任務要求，表現優異。