本发明涉及一种基于共有子空间的航天器能观矩阵轻量化表征方法，包括：S1、给出航天器的状态方程和观测方程；S2、给出适用于S1中状态方程和观测方程的Lie导数计算规则；S3、根据S2中Lie导数计算规则，给出能观性分布的高阶迭代算法；S4、给出能观性的初始分布；S5、通过S3中能观性分布高阶迭代算法和S4中的能观性初始分布，得到完整的航天器的能观性分布，对系统状态进行极坐标变换，得到能观性分布的共有子空间，实现系统能观性矩阵降维表征。本发明获得的非线性自主控制系统观测能力降维表征方法，将系统控制项纳入观测能力表征范围，并未将系统状态量扩维，实现了系统观测能力降维表征。