從世界航天測控技術(shù)發(fā)展的水平講，航天測控通信網(wǎng)由一般航天控制中心、分布在世界各地的若干航天測控站(包括海上測量船)以及空中空間測控平臺(tái)(如測量飛機(jī)、跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星等)組成。
航天控制中心
航天控制中心是航天器飛行的指揮控制機(jī)構(gòu)。其主要任務(wù)是：實(shí)時(shí)指揮和控制分布在全球各地的航天測控站收集、處理和發(fā)送各種測量數(shù)據(jù)、監(jiān)視航天器的軌道、姿態(tài)以及設(shè)備的工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)向它們發(fā)送控制指令，確定航天器的飛行軌道參數(shù)，發(fā)布其軌道預(yù)報(bào)等。
航天控制中心由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、指揮監(jiān)控系統(tǒng)和時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)組成。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包含多臺(tái)大型高速計(jì)算機(jī)和軟件系統(tǒng)，實(shí)時(shí)處理或事后處理由各測控站匯集來的數(shù)據(jù)；軟件系統(tǒng)包括管理程序、信息和數(shù)據(jù)處理程序等，控制中心通過計(jì)算機(jī)軟件實(shí)施對(duì)整個(gè)測控系統(tǒng)和航天器的控制和管理；通信系統(tǒng)包括地面通信和空間(衛(wèi)星)通信系統(tǒng)，由各種通信設(shè)備和數(shù)傳設(shè)備組成，負(fù)責(zé)控制中心與各測控站、發(fā)射場、回收區(qū)之間的通信聯(lián)絡(luò)和數(shù)據(jù)傳輸；指揮監(jiān)控系統(tǒng)由各種監(jiān)控臺(tái)、屏幕顯示等設(shè)備組成，直觀地顯示各測控站的設(shè)備工作狀態(tài)、航天器運(yùn)行情況，使指揮控制人員隨時(shí)掌握航天器的運(yùn)行狀態(tài)，并實(shí)時(shí)下達(dá)指揮命令和發(fā)出控制指令；時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)由高精度時(shí)鐘、標(biāo)準(zhǔn)時(shí)頻信號(hào)源及相應(yīng)的接口設(shè)備組成，為控制中心和各測控站提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間和頻率。
航天測控站
航天測控站(以下簡稱測控站)包括固定站和活動(dòng)站兩種類型。根據(jù)測控區(qū)域的要求，測控站分布在很廣的范圍，其布站可在本國境內(nèi)，也可在全球任何適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)。
測控站的任務(wù)是直接對(duì)航天器進(jìn)行跟蹤測量、遙測、遙控和通信等，它將接收到的測量、遙測信息傳送給航天控制中心，根據(jù)航天控制中心的指令與航天器通信，并配合控制中心完成對(duì)航天器的控制。測控站也可根據(jù)規(guī)定的程序獨(dú)立實(shí)施對(duì)航天器的控制。測控站的設(shè)備包括外測系統(tǒng)、遙測系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、電視系統(tǒng)、時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及輔助設(shè)備。外測系統(tǒng)是測控站的主體部分，其任務(wù)是對(duì)航天器進(jìn)行跟蹤測量，獲取航天器的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，確定航天器的軌道和位置。遙測系統(tǒng)的任務(wù)是接收從航天器發(fā)送的關(guān)于航天器上設(shè)備工作狀態(tài)、空間環(huán)境參數(shù)和宇航員的生理信息等。電視系統(tǒng)接收有關(guān)載人航天器的動(dòng)態(tài)作業(yè)情況，觀察宇航員在航天器內(nèi)和艙外的活動(dòng)。
測控站按其分布，有陸上測控站、海上測量船、空中測量飛機(jī)和跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星四大類。
中國從1967年開始建設(shè)自己的航天測控網(wǎng)，1970年正式投入使用。當(dāng)初的航天測控通信網(wǎng)由西安衛(wèi)星測控中心和若干個(gè)航天測控站、海上測量船以及連接它們的專用通信網(wǎng)組成。西安衛(wèi)星測控中心，是中國航天測控網(wǎng)的信息交換數(shù)據(jù)處理中心、指控中心和通信中心。原址在陜西渭南，20世紀(jì)80年代中期，為適應(yīng)我國航天事業(yè)的飛速發(fā)展和對(duì)外空間技術(shù)交流，于1987年遷至西安，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行了全面的更新。該中心由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、指揮監(jiān)控系統(tǒng)和時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)組成，可對(duì)不同軌道的衛(wèi)星進(jìn)行定軌、定姿和管理，并具有多種衛(wèi)星同時(shí)管理的能力。當(dāng)時(shí)的航天測控網(wǎng)中固定站有長春、閩西、廈門、渭南、南寧和喀什測控站；機(jī)動(dòng)站有兩個(gè)機(jī)動(dòng)測控站和回收測量站；海上有三艘“遠(yuǎn)望”號(hào)測量船。建網(wǎng)初期，主要測量設(shè)備有單脈沖精密跟蹤雷達(dá)、多普勒測速儀、光學(xué)測量設(shè)備和短波遙測設(shè)備等。70年代初成功地跟蹤了中國第一顆人造地球衛(wèi)星——“東方紅”1號(hào)。后又增加了雙頻多普勒測速儀、超短波遙測系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)和回收測量系統(tǒng)。從1975～1996年，對(duì)中國用一枚運(yùn)載火箭發(fā)射的3顆衛(wèi)星同時(shí)予以測控管理。80年代初，測控網(wǎng)增加了微波統(tǒng)一測控系統(tǒng)并設(shè)計(jì)了先進(jìn)的地球同步軌道衛(wèi)星測控應(yīng)用軟件，在歷次的地球同步通信衛(wèi)星發(fā)射中，測控網(wǎng)參加了主動(dòng)段飛行測控，完成了過渡軌道段和地球同步軌道的測控并對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行了包括軌道保持在內(nèi)的長期測控管理。1988年和1990年，測控網(wǎng)先后圓滿完成了對(duì)中國發(fā)射的第一顆和第二顆太陽同步軌道“風(fēng)云”-1號(hào)氣象衛(wèi)星的測控任務(wù)。從1990年中國發(fā)射美國制造的“亞洲”-1號(hào)通信衛(wèi)星起，中國航天測控網(wǎng)開始對(duì)中國承攬的國際商業(yè)性發(fā)射任務(wù)提供測控支持。中國航天測控網(wǎng)在技術(shù)上與國際上主要測控網(wǎng)漸趨兼容，可與之聯(lián)網(wǎng)工作。
隨著載人工程的啟動(dòng)，航天測控網(wǎng)又進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段，擴(kuò)充改造了設(shè)備，更新了軟件，在北京西郊數(shù)百公傾的土地上又建設(shè)了北京航天指揮控制中心，在山東組建了青島測控站，在國外設(shè)立了卡拉奇站(巴基斯坦)、納米比亞站、馬林迪站(肯尼亞)及“遠(yuǎn)望”-4號(hào)船等，使整個(gè)網(wǎng)的測控能力有了新的質(zhì)的飛躍。目前，參加載人飛船工程地面測控系統(tǒng)有北京航天指揮控制中心、酒泉衛(wèi)星發(fā)射指揮控制中心、西安衛(wèi)星測控中心、酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心、酒泉綜合測控站、發(fā)射首區(qū)各光學(xué)站、山西興縣站、陜西渭南站、廈門站、新疆喀什站、和田站、巴基斯坦卡拉奇站、南非站以及位于三大洋的四艘“遠(yuǎn)望”號(hào)測量船等。通信系統(tǒng)有指揮通信、數(shù)據(jù)傳輸、天地通信、時(shí)間統(tǒng)一、實(shí)況電視監(jiān)視及傳輸、語音通信、幀中繼交換等系統(tǒng)。通信系統(tǒng)的主用網(wǎng)絡(luò)和備用網(wǎng)絡(luò)覆蓋了整個(gè)中國和世界三大洋。采用Vsat和IBS/IDR體制衛(wèi)星通信系統(tǒng)、SDH和PDH光纖傳輸、國防通信網(wǎng)、國家通信網(wǎng)、國際海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)及國際租用電路等多種傳輸手段，組成以北京衛(wèi)星地球站、酒泉衛(wèi)星地球站、西安衛(wèi)星地球站為樞紐節(jié)點(diǎn)、北京航天指揮中心、東風(fēng)中心、西安中心為骨干節(jié)點(diǎn)，其他各測控站(船)為用戶節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)狀通信網(wǎng)絡(luò)，提供高速度、多方向、多業(yè)務(wù)、高質(zhì)量的傳輸路由。
測控系統(tǒng)與通信系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，在火箭、飛船測控通信系統(tǒng)的配合協(xié)調(diào)下工作，共同完成對(duì)運(yùn)載火箭和飛船的測控通信任務(wù)。
那么，為什么要建立那么多的站呢？這是由于航天測控系統(tǒng)通信是以無線電微波傳播為基礎(chǔ)的，而微波信號(hào)又是直線傳播，不能拐彎，由于地球曲率的影響，一個(gè)區(qū)域的測控站不可能實(shí)現(xiàn)對(duì)飛船的全程觀測，因此只有用分布在全球不同地點(diǎn)的地面測控站“接力”才能完成測控通信任務(wù)。因此，一個(gè)國家無論在自己國家建了多少測控站，都滿足不了大型航天任務(wù)跟蹤測量的需要，因此，還需要在空中建立衛(wèi)星觀測與數(shù)據(jù)中繼傳輸系統(tǒng)，或在大陸延伸之外的海洋上建立活動(dòng)的測控站，鑒于各種原因所致，我國目前暫時(shí)還是選擇了后者。這也是我國先后建造4艘海上航天遠(yuǎn)洋測量船的原因所在。
我國的第一、二艘“遠(yuǎn)望”號(hào)航天測量船于1979年建成。1980年5月首次執(zhí)行洲際導(dǎo)彈全程飛行試驗(yàn)的測量任務(wù)，獲得了圓滿成功。1982年10月“遠(yuǎn)望”號(hào)測量船第二次出海為水下潛艇發(fā)射火箭測量跟蹤。1984年我國“遠(yuǎn)望”號(hào)測量船又完成了我國“長征”-3號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射試驗(yàn)通信衛(wèi)星的測量任務(wù)。1986年，“遠(yuǎn)望”號(hào)測量船經(jīng)過技術(shù)改造，總體技術(shù)性能包括系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、協(xié)調(diào)性、實(shí)時(shí)性、快速性和自動(dòng)化程度都有了很大提高，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，提高了國內(nèi)與國際的兼容能力。
航天測量船比在陸地建造的測量站要復(fù)雜得多，工程龐大得多�！斑h(yuǎn)望”-1號(hào)、-2號(hào)測量船的排水量21076t，首舷高184m，尾舷高155m。它的續(xù)航力為18萬海里�！斑h(yuǎn)望”號(hào)測量船有很強(qiáng)的適航性，能在南北緯60度間任意海域航行。“遠(yuǎn)望”-1號(hào)、-2號(hào)測量船配備了大量現(xiàn)代化的測量設(shè)備，裝有單脈沖雷達(dá)、微波統(tǒng)一測控系統(tǒng)、雙頻測量設(shè)備、船載遙測系統(tǒng)、激光電影經(jīng)緯儀、綜合船姿船位系統(tǒng)、復(fù)示變形測量設(shè)備和中心計(jì)算機(jī)等。它們由時(shí)間統(tǒng)一勤務(wù)系統(tǒng)、氣象系統(tǒng)和通信系統(tǒng)來保證其正常的工作。
1995年底投入使用的“遠(yuǎn)望”-3號(hào)船是我國第二代綜合性航天遠(yuǎn)洋測量船。全船集中了二十世紀(jì)九十年代科學(xué)技術(shù)精華，匯集了我國當(dāng)今船舶、機(jī)械、電子、通信、氣象、計(jì)算機(jī)等方面的先進(jìn)技術(shù)，其硬件設(shè)施達(dá)到了國際先進(jìn)水平。
截止1998年8月，我國組建了4艘“遠(yuǎn)望”號(hào)航天測量船。20多年來，“遠(yuǎn)望”號(hào)測量船隊(duì)經(jīng)受過各種惡劣海況的嚴(yán)峻考驗(yàn)，40次遠(yuǎn)離國土到三大洋，42次出色完成了遠(yuǎn)程運(yùn)載火箭、各種航天器發(fā)射的海上測控任務(wù)，安全航行八十余萬海里，測控精度達(dá)到世界先進(jìn)水平，走出了一條具有中國特色的海上測控之路，為我國航天事業(yè)做出了貢獻(xiàn)。
