一种基于多敏感器的集成定姿系统，包括敏感子系统、信号采集及预处理子系统、综合处理子系统；敏感子系统集成了星敏感探头、太阳敏感探头、光纤陀螺和磁场探头这四类敏感部件；信号采集及预处理子系统由FPGA芯片及其外围电路实现，并行接收四类敏感探头的输出数据，并完成数据的平滑和预处理；最后利用以DSP(或ARM)芯片为核心的综合处理子系统，根据经过平滑和预处理后的太阳光信息、星光信息、惯性信息和地磁信息，采用基于蚁群粒子滤波算法的组合定姿方法，实现系统的高精度姿态确定。本发明实现了一种高精度、高集成度、高可靠性的集成定姿系统，对实现新一代对地观测卫星的高分辨率对地观测具有重要的实践意义。