航天器微振动是影响高精度航天器指向精度和成像质量等关键性能的重要因素。在航天器中有较多的扰动源，例如动量轮、控制力矩陀螺、太阳翼驱动机构和二维转向机构等，其中国内外对动量轮和控制力矩陀螺的扰动都进行了长期的研究，并取得了较好的成绩。对于空间二维转向机构扰动特性的研究工作，进行的还比较少，对二维转向机构实体扰动力在试验研究方面更是尚属空白。随着我国高精度航天器的发展，对空间二维转向机构扰动特性进行详细的试验研究是十分必要的。以此为背景，本文主要完成了以下工作。首先，本文根据空间二维转向机构扰动特性测试系统方案，设计了测试平台花岗石台面、测试平台支架、传感器连接工装、校准系统连接工装、二维转向机构连接工装。设计了采用气浮方法进行重力卸载组件。采用优化方法，设计了二维转向机构的模拟负载结构。建立了各部件的三维CAD模型，进行了虚拟组装验证。对设计的部件进行了有限元计算分析。生成了各部件的二维平面图纸，完成了部件的生产加工和总体装配。其次，本文推导了空间机构正交双轴转动对基体产生的扰动力和力矩的理论公式，并借助于ADAMS软件进行了算例验证。根据所得公式得到了以两个单轴分别转动之和代替双轴同时转动所产生扰动力和力矩的差异，为以单轴测试代替双轴测试打下了重要的理论基础。最后，本文对所设计的二维转向机构扰动力测试系统进行了校准实验。结果表明，所设计的测试系统具有较高的准确度和可靠性，可满足工程使用要求。