一种考虑质心位置不确定性的上面级矢量推力控制方法，首先分析质心位置不确定对上面级姿控系统期望姿态的影响。其次分析质心位置不确定性导致的上面级矢量推力对上面级实际作用力矩与控制器力矩的关系。最后设计考虑质心位置不确定时的上面级矢量推力控制率，包含姿态稳定阶段和姿态修正阶段。姿态稳定阶段可根据系统稳态输出修正上面级本体的期望姿态并获取质心不确定性导致的控制器稳态输出；姿态修正阶段根据稳定阶段获取的参数消除质心位置不确定性对矢量推力控制的影响。本发明的矢量推力控制方法可使得上面级矢量发动机的推力矢量方向既能跟踪制导指令方向又通过上面级本体质心，保证了上面级轨道转移段的安全系数和变轨精度。