本发明公开一种基于单框架力矩陀螺的卫星姿态控制方法和系统，所述方法步骤包括：将三轴控制力矩输入到框架转速指令解算模块中，根据陀螺力矩分配矩阵和所述三轴控制力矩解算并输出第一框架角速度指令；空转转速指令解算模块根据当前框架角和框架构型量度解算出空转转速指令；将所述空转转速指令和所述第一框架角速度指令叠加得到第二框架角速度指令作为陀螺群控制律输出给力矩陀螺。可有效减少卫星在轨期间陀螺群构型奇异的问题，从而降低引入其它执行机构对卫星姿态的扰动；在实现卫星姿态控制的同时，通过空转角速度指令对陀螺群进行重构型，预防陀螺群进入奇异状态，使陀螺群稳定在远离奇异点的位置。