随着越来越多的以卫星为载体在太空中进行的测量任务,无拖曳控制的应用越来越普遍,而针对目前正在大力推进的引力波探测任务来说,对无拖曳控制的精度要求进一步提升。在地球的高轨道上,微牛级的推力噪声和太阳光压的扰动作用成为了影响探测精度的主要原因之一。推力器类别不同,产生的推力噪声机理也不尽相同,本文以实际采集的微牛级会切霍尔推力器推力噪声数据为主要扰动模型,采用基于高增益观测器的反馈控制的控制方法进行无拖曳控制的扰动抑制研究。首先,针对于引力波探测采用的无拖曳控制位移模式,对单质量无拖曳系统的敏感轴方向建立了卫星平台与检测质量的相对运动方程。并对扰动力来源展开了具体分析,建立了包括推力器推力噪声和太阳光压的主要扰动力模型,以及其他小扰动力的产生机理。并针对传感器的测量噪声设计相应的噪声信号模型,为后续仿真分析提供依据。接着,分析了高增益观测器的设计方法以及主要特性,包括鲁棒性、峰值现象和分离定理等,进一步给出了扩展高增益观测器的设计方法。并结合无拖曳模型设计了基于扩展高增益观测器的无拖曳控制系统结构和参数,同时给出针对控制系统稳定性与频率响应的分析。结合推导的控制传递函数还给出了一组等效PID的设计方法,并进行了对比分析。最后,搭建了数值仿真平台,对建模好的推力噪声等扰动信号源,采用设计好的基于扩展高增益观测器的无拖曳控制系统,通过对其扰动抑制效果的分析,验证了控制系统的有效性,并结合测量噪声模型,分析了测量噪声对于高增益观测器的影响。