一种用于卫星高精度质测的多维气浮随动系统，包括球面气浮模块等；球面气浮模块通过上平台支承被测件的重量，圆柱气浮模块作为径向支承传递径向载荷，传力筒设置在球面气浮模块，圆柱气浮模块之间；二轴回转组件配合球面气浮实现任意相位力矩平衡，平面气浮模块用于支撑二轴回转组件，与二轴回转组件一起，配合球面气浮模块实现任意相位力矩平衡；差分测试模块作为球铰力矩平衡的传力路径，实现平面内任意角度的拉压力平衡，测试两个坐标轴双向拉压力；气路控制系统模块用于给球面气浮模块、圆柱气浮模块、平面气浮模块提供气浮轴承润滑的压缩空气。本发明能够兼顾卫星总装环节的质心和转动惯量测试及高精度转台三种功能。