本发明提出利用测速数据估计航天器自旋运动的方法和设备，适用于航天器姿态发生自旋故障，地面无法获得稳定遥测数据的情况下，进行航天器自旋运动的估计，从而辅助地面工程技术人员及时判断和处理姿态故障。本发明选定航天器的自旋角速度大小和方向为参数，建立测速数据观测模型。本发明通过航天器测速数据估计航天器自旋运动，适应性强，收敛迅速。该方案不依赖航天器遥测信息，可为航天器姿态异常情况下的姿态故障诊断和处置提供有效依据。