本申请公开一种双级交通工具姿态控制系统，其包括：第一姿态控制模块，其具有被布置以提供零动量交通工具姿态控制的至少两个动量轮，每个动量轮包括使动量轮沿着交通工具的三个轴线中的两个轴线枢转的有限行程两轴万向节；第二姿态控制模块，其具有以锥体构型布置的反作用轮以沿着与至少两个动量轮的控制轴线共用的至少一个控制轴线提供交通工具姿态控制；以及控制器，其连接到第一姿态控制模块和第二姿态控制模块，该控制器被配置为协调第一姿态控制模块和第二姿态控制模块的致动以使交通工具在交通工具的三个轴线中的至少一个轴线上旋转。