本发明公开了一种基于板式表面张力贮箱的倍压式卫星在轨加注系统，包括服务卫星在轨加注子系统和目标卫星在轨加注子系统；服务卫星在轨加注子系统包括服务贮箱、服务卫星在轨加注子系统气路组件、主动端第一对接阀体、主动端第二对接阀体、服务卫星在轨加注子系统液路组件、吹除模块；服务贮箱用于储存液体推进剂，服务贮箱的上端气口通过服务卫星在轨加注子系统气路组件分别与服务卫星推进系统气路、主动端第一对接阀体和吹除模块连接。本发明对推进系统进行在轨加注时，利用被补加卫星和服务卫星间推进系统的压力差，实现推进剂的传输，利用目标卫星推进系统寿命末期贮箱内压力低特点，利用服务卫星推进系统中增压气路，实现推进剂的在轨加注。