Para una nave espacial de carga útil libre de perturbaciones (DFP), es difícil aislar las perturbaciones de baja frecuencia debido a los cables umbilicales, lo que disminuye la precisión de apuntamiento y la estabilidad de la carga útil. En esta investigación, se diseña una nave espacial DFP mejorada y su esquema de control integrado para mejorar la precisión de apuntamiento y el rendimiento de atenuación de perturbaciones. La nave espacial DFP mejorada consta de un Módulo de Carga Útil (PM), un Módulo de Soporte (SM) y una Masa de Prueba (TM). El sistema de control integrado se subdivide en tres lazos de control interconectados. Un lazo de control de aislamiento de vibraciones activo se utiliza para aislar el PM de las perturbaciones en las bandas de alta frecuencia y controlar el PM para seguir la actitud del SM. Un lazo de control libre de arrastre se utiliza para aislar el SM de las perturbaciones en las bandas de baja frecuencia y controlar el SM para seguir la actitud del TM. Un lazo de control de apuntamiento de actitud se utiliza para controlar el TM para seguir la actitud deseada. Basado en la nave espacial DFP mejorada y el sistema de control integrado, la carga útil montada en el PM puede ser aislada de las perturbaciones en todas las bandas de frecuencia, y se pueden realizar sus requisitos de alto nivel para la precisión de apuntamiento y estabilidad.