卫星测控是对已经发射的卫星的各种数据的监测和检控。当卫星上天飞行及返回时，需要靠测控通信系统保持天地之间的经常性联系，对每一时间的卫星进行实时监控。看卫星是否按照预定的轨道运行以及工作情况是否正常，如果一旦出现误差或者异常情况，地面的测控中心将及时采取措施，以保证卫星的正常运行。
卫星遥感
利用人造卫星装载的科学仪器，实现对地球的观测和监控，称为卫星遥感。卫星遥感可分为可见光遥感、红外遥感和微波遥感。可见光遥感就是利用太空相机，根据不同物体对不同波长的光线具有不同反射能力的原理，对地面拍照。红外遥感依据物体辐射的红外光，推算出它们的温度，从而识别伪装并可进行夜间观察。微波遥感中的侧视雷达向卫星侧面发射雷达波，然后接收地物的反射，把收到的信号经过处理在胶片上成像，获得地物、地貌的特征，具有鲜明的立体感，因此应用广泛。
“风云1号D”卫星
“风云1号D”是我国第一代太阳同步轨道业务应用气象卫星，主要任务是获取国内外大气、云、陆地、海洋的资料，为天气预报、气候预测、自然灾害和全球环境监测服务。卫星质量为950千克，轨道高870千米，设计寿命为两年。卫星上装有10通道可见光和红外扫描辐射计。
卫星遥感系统
卫星遥感系统由遥感器、信息传输设备以及图像处理设备等组成。装在卫星上的遥感器是卫星遥感系统的核心，它可以是照相机、多谱段扫描仪、微波辐射计或合成孔径雷达。信息传输设备是遥感器向地面传递信息的工具。图像处理设备对接收到的遥感图像信息进行处理，以获取反映地物性质和状态的信息。
卫星测控中心
卫星测控中心是卫星地面测控的核心。卫星测控中心的计算机大厅里有众多的大型计算机。另外，还有对卫星进行管理的程序系统，包括管理程序、信息收发程序、数据处理程序、轨道计算程序、遥测遥控程序和模拟程序等。这些硬件和软件，既有计算功能，又有控制功能，它们是测控系统的大脑。测控中心还有通信系统，它通过大量的载波电路、专向无线电线路、各向都开通的高速率数据传输设备，把卫星发射场、回收场以及各测控台站等都联系起来。
VSAT卫星通信系统
VSAT卫星通信系统是一种智能化的超小型地球站。它由两大部分组成：一是空间部分，二是地面部分。其空间部分就是卫星，一般使用地球静止轨道通信卫星，它可以在不同的频段工作。VSAT卫星通信系统的地面部分由中枢站、远端站和网络控制单元组成，中枢站的作用是汇集卫星传来的数据然后向各个远端站分发数据，远端站是卫星通信网络的主体，一般远端站直接安装于用户处，与用户的终端设备连接。
卫星的地面测控
卫星的地面测控由测控中心和分布在各地的测控台，站（测量船和飞机）进行。测控中心和各测控台站要不断对卫星的速度姿态参数进行跟踪测量；还要对卫星仪器的工作状态进行测量、分析和处理；接收卫星发回的科学探测数据；由于受大气阻力、地球形状和日月等天体的影响，卫星轨道会发生振动而离开设计的轨道，因此要不断地对卫星实施轨道修正和管理。
空间探测器
空间探测器是无人驾驶的航天器，它是高度精密的自动控制装置。空间探测器的运行轨道比人造卫星的轨道更远，它们按预定路线飞往目标，然后自动工作并通过无线电把探测结果发回地球。迄今为止，各种空间探测器已先后对月球、水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星、哈雷彗星以及许多小行星、卫星进行了考察。
探测器出现以前
探测器出现以前，天文学家只能依靠肉眼或望远镜来进行观测。由于行星比恒星要小得多，所以很难观测到它们。望远镜虽然大大提高了人们的观测能力，但在空间探测器问世以前，地球上最好的望远镜也只能观测到火星的表面。一直到空间探测器被研制成功，太空探索才掀开了新的篇章。
空间探测器的工作
空间探测器可以接收来自地球的有关何时执行何种任务的指令，它也可以执行计算机内部设计好的任务程序，它的动力来自太阳能接收板或者核能发电机产生的电能。其内部的控制系统可以操作探测器上的科学仪器。
空间探测的主要方式
空间探测的主要方式有：从月球或行星近旁飞过，进行近距离观测；成为月球或行星的人造卫星，进行长期的反复观测；在月球或行星表面硬着陆，利用坠毁之前的短暂时机进行探测；在月球或行星表面软着陆，进行实地考察，也可以将取得的样品带回地球进行研究。
空间探测器的飞行方式
空间探测器离开地球时必须获得足够大的速度才能克服或摆脱地球引力，实现深空飞行。探测器沿着与地球轨道和目标行星轨道都相切的日心椭圆轨道运行，就可能与目标行星相遇，或者增大速度以改变飞行轨道，用以缩短飞抵目标行星的时间。为了保证探测器沿双切轨道飞到与目标行星轨道相切处时目标行星恰好也运行到该处，必须选择在地球和目标行星处于某一特定相对位置的时刻发射探测器。例如，飞往木星大约需要1000天的时间，木星探测器发射时木星应离会合点83°左右。根据一定的相对位置要求，科学家可以从天文年历中查到相应的日期，这个最佳的发射日期一般每隔一两年才出现一次。探测器还可以在绕飞行星时，利用行星引力场加速，实现连续绕飞多个行星。
空间探测器的分类
空间探测器有多种类别。按照工作方式来区分，它可以被分为擦边型探测器、轨道型探测器、着陆型探测器三种。其中，最成功的擦边型探测器就是“旅行者”1号和“旅行者”2号。而我们所熟悉的“水手”号、“金星”号、“海盗”号、“先驱者”号探测器都是着陆型探测器的代表。如果按照访问对象来划分，空间探测器又包括月球探测器、太阳探测器、彗星探测器、行星探测器以及宇宙探测器（如哈勃空间望远镜）等种类。正是这些飞往太空的探测器，才使人类对宇宙有了深刻的了解。
金星探测器
苏联从19世纪60年代开始先后发射了9个金星探测器。同一时期，美国发射的“水手”号探测器也开始访问金星，1962年发射的“水手”2号探测器，首次测量了金星大气的温度。迄今为止，全世界约有20个探测器造访过金星，从中获得了许多宝贵资料。
“金星”号探测器
金星探测器系列是苏联从1961年起发射的16个探测器。1961年2月12日，苏联发射了“金星”1号探测器；1967年6月12日发射的“金星”4号探测器进入金星大气层，成功登陆金星表面但未能发回探测结果；1970年12月15日，“金星”7号在金星实现软着陆，成功传回金星表面温度等数据资料，此后，苏联又相继发射了9个“金星”号探测器，考察了金星表面和岩层，拍摄了大量金星图像，取得了许多重要的科学数据。
“水手”号探测器
美国曾先后发射了10个“水手”号金星探测器。1962年7月22日发射的“水手“1号重202千克，带有两块太阳能电池板，但因火箭偏离轨道，导致发射失败。一个月后的8月27日，“水手”2号发射成功，同年12月24日从距金星3．48万千米处飞过，首次探测了金星的大气温度，成为第一个成功探测金星的探测器。1967年6月14日发射的“水手”5号和1973年11月3日发射的“水手”10号都先后飞临金星，拍摄发回4000多幅金星的照片。
“先驱者-金星”号探测器
1978年5月20日和8月8日，美国先后发射了“先驱者-金星“1号和2号探测器。1号探测器于1978年12月4日进入金星轨道，成为金星的卫星。它对金星的大气层观测了244天，研究了金星的表面磁场，探测了金星大气和太阳风之间的作用，并测绘了93％的金星地形。2号探测器于8月13号飞临金星后考察了金星的云层、大气和电离层。这两个探测器的发射使人们对金星的了解更加深入。
“麦哲伦”号探测器
1989年5月5日，“麦哲伦”号金星探测器进入太空。它重3365千克，装有一套先进的电视摄像雷达系统，能透过厚实的云层测绘出金星上一个足球场大小的物体图像。它于1990年8月10日飞临金星，每隔40分钟向地球传回测得的数据和拍摄的照片。“麦哲伦”号探测器首次获得第一张完整的金星地图和引力分布图，为研究认识金星上的地质地貌提供了形象的资料。
月球探测器
月球探测器是针对月球探测行动发射的太空探测器。除了“阿波罗计划”外，还有许多探测器登上月球执行探测任务，如美国“测量者”探测器等。而第一艘首次拍摄月球背面影像的就是苏联的“月球”3号探测器。
月球软着陆探测
软着陆可以拍摄到月球局部地区的高分辨率照片，还可以进行月面的土壤分析、月震测量等很多研究。一般是在接近月球的时候开始逆喷火箭，逐渐减小探测器的运动速度，然后缓慢着陆。美国的勘测者系列探测器，曾陆续在月球表面进行软着陆，详细地调查了月球的表面情况。
“月球”号探测器
从1959年到1976年，苏联发射了24个“月球”号探测器，其中有18个探测器完成了探测月球的任务。1959年9月12日发射的“月球”2号探测器，在飞行两天后在月球表面的澄海硬着陆，成为到达月球的第一位使者。1959年10月4日发射的“月球”3号则拍摄到了第一张月球背面的照片，让人类首次看到了完整的月球面貌。
鼹鼠机器人
鼹鼠机器人是日本宇宙科学研究所和东京大学不久前开发成功的。这个月球探测机器人是一个直径10厘米，长20厘米的圆筒，从宇宙飞船投放到月球后就可以垂直钻到地下。它有掘进和排沙两种装置，可以钻入月球地下11米处采集矿物质，还可以对这些矿物质进行分析，以便人们弄清月球的地表结构。
月球机器人
20世纪60年代，美国与苏联开始研发月球机器人。美国率先在20世纪70年代将有人驾驶的机器人探测器应用到了登月飞船的探测任务上。从20世纪90年代开始，各国开始开发一系列的小型及微型探测机器人。按照机器人的体积，可分为微型、超小型、中型及大型。目前国内外研究机构都在研发小型机器人进行勘探月球的任务。但就移动系统而言，月球机器人主要有轮式，腿式，轮腿式和履带式4种。
“徘徊者”号探测器
“徘徊者”号探测器样子像蜻蜓，它两翼的太阳能电池板展开后，足足有4．75米长。探测仪器装在“蜻蜒”的头部，电视摄像机装在“蜻蜒”的尾部。“徘徊者”探测器有3只脚，总重达1000千克，“蜻蜓”上面装有当时最先进的探测设备。最初的几个“徘徊者”探测器发射后并没有达到预期的目标。直到1964年7月28日“徘徊者”7号发射成功，并拍摄到了4308张月面的特写照片，此后的研究才得以顺利地进行。
月球硬着陆探测
硬着陆就是探测器撞击月球表面然后利用这个短暂的撞击过程来探球周围的环境，并拍撮月球，照片这些探测器拍下的宝贵资料都通过通信设备传回了地球。虽然硬着陆的代价很大，但是它为实现探测器的软着陆创造了良好的先决条件。
“勘测者”号探测器
“勘测者”号探测器是继“徘徊者”号之后性能更好的月球探测器。1966年5月30日发射的“勘测者“1号新型探测器，经过64小时的飞行，在月面风暴洋软着陆，向地面发回11150张月面照片。在这次发射中，美国一次性地掌握了月球着陆技术。
火星探测器
虽然现在人类还不能登上火星进行探访，但火星探测器却能够代替人类对火星进行近距离观测。美国于1975年发射的“海盗”号探测器成功着陆火星，让人类更多地了解到了这颗红色星球的地表细节。而1996年发射的“火星探路者”号探测器还发回了火星360°的全景照片。
“海盗”号探测器
1975年美国发射了两个“海盗”号探测器，用于探索火星上有无生物。这两个“海盗”号探测器由轨道飞行器和登陆船组成，其中轨道飞行器重2330千克，登陆船重1200千克，用三脚支撑，装有生物化学实验箱、测量挖掘设备、两台电视摄像机、机械手和电源。“海盗”1号和2号分别在火星表面软着陆成功，然而在它们长达数年的探测活动中，人类并没有发现火星上有任何高级生命存在的迹象。
“火星观察者”号探测器
1992年9月25日，“火星观察者”号探测器发射成功，它重2500千克，携带7部仪器。经过11个月的飞行后到达距火星表面378千米的近极轨道，对火星进行了长达687天的观测考察，绘制了整个火星表面图，预报火星天气，并测量了火星的各种数据，进一步提示火星上并无生命存在。不过在1993年8月21日，“火星观察者”号探测器突然与地面失去联系，这次探测就此告终。
“火星探路者”号探测器
“火星探路者”号于1996年12月发射，1997年7月抵达火星，并在火星着陆。其目的是利用遥感火星车对火星表面较大区域进行探测。探测器发回了火星360°全景照片和一些支持火星可能存在生命的证据。因为科学家发现火星上暴发过多次洪水，并有众多由水冲击形成的圆形岩石，其中许多岩石沿同一方向排列。这表明它们受到过同样水流的冲击。科学家推测，当时的洪水可能有数百千米宽，水流量为每秒100万立方米。
“火星全球勘测者”号探测器
1996年11月7日，美国“火星全球勘测者”号探测器发射升空，其发射质量为1060千克。它的主要任务是：拍摄火星表面的高分辨率图像，对火星地貌和重力场、火星天气和气候、火星表面和大气的组成等进行探测。探测器在距离火星367千米的高空对火星表面进行拍摄，到一个火星年（687天）结束时，“勘测者”已绘制完火星99％的表面图。目前，探测器仍在不断发回探测数据。
从火星的“月亮”飞往火星
这是一个与众不同的登陆火星的方案，它是以火星的两个卫星作为火星空间站。宇航员在飞往火星之前，先飞往这两个卫星，在上面建立基地，然后再飞往火星。由于这两颗卫星离火星很近，重量小，引力也小，在它们上面发射飞船所需的动力也随之变小了。这样就为登陆火星提供了更大的可能性。
“火星快车”号探测器欧洲宇航局研制的第一个火星探测
