测控与通信系统测控和通信是航天任务的神经系统。测控实际上包括3部分技术内容：跟踪、遥测和遥控。卫星上跟踪部分与地面站相结合，就可以对航天器这个活动目标做轨道测量。遥测部分首先用传感器测量卫星内部各个工程分系统的工作状态参数，用无线电技术传到地面站，用以判断卫星的“健康状况”，也是判断故障部位、原因的唯一手段。如果出现故障，或需要调整一个分系统的运行参数，或需要切换备件，就要用遥控部分来发出指令进行修正。因而遥测、遥控两种技术综合起来可以构成一种保证卫星正常运行的重要手段。通信是测控之外的另一个星地数据系统，主要目的用来传输卫星上有效载荷取得的高速率数据，如气象卫星上的云图、通信卫星的声音或图像信息。
由于测控与通信系统是一个无线信息系统，卫星上必须安装有各种发射和接收天线，卫星内还要有信息存储器。
数据管理系统数据管理系统相当于卫星的“大脑”。随着微电子技术高速发展，微处理器在卫星上广泛应用，各分系统的数据和状态已数字化，客观上要求整星有一个系统将各分系统运行从信息的角度统一管起来，使各部分为整体目标协调一致地运行。在卫星上采用局部网络技术可以减少传输信息的电缆。卫星数据管理系统中，计算机和局部网等硬件是基础，而软件是灵魂，它决定了计算机系统的先进性、可靠性、实时性和实用性。
随着高新技术的发展和市场的需求，近年来，微机电系统、微推进系统等新技术应用于卫星系统，但是一个卫星的技术内涵和系统组成还离不开上面几个分系统。
知识点开普勒三大定律
开普勒三大定律也统称“开普勒三定律”，也叫“行星运动定律”，是指行星在宇宙空间绕太阳公转所遵循的定律。开普勒第一定律：每一个行星都沿各自的椭圆轨道环绕太阳，而太阳则处在椭圆的一个焦点中。第二定律也称面积定律，内容是：在相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的。第三定律也称调和定律，内容是：各个行星绕太阳公转周期的平方和它们的椭圆轨道的半长轴的立方成正比。
人造卫星的外形设计
飞机的外形是大家熟悉的，无论是战斗机还是运输机，也不管是喷气式的还是螺旋桨式的，它们的外形都差不多，基本上是由流线型的机身，再加上一对伸展的机翼所组成。人造地球卫星在数百千米以上的高空运行，那里空气非常稀薄，空气对卫星的阻力是很微小的，因此不必过多去考虑空气阻力对卫星运行的影响。
目前，世界各国发射的卫星的外形是各式各样的，有球形的、圆锥形的、圆柱形的、球形多面体的和多面柱体的，也有张开几块大平板或伸出几根长长的细杆的，总之是五花八门，各具一格。那么，在决定卫星的外形时，主要应考虑哪些问题呢？应满足卫星在使用上以及所装仪器设备的要求。
在卫星技术的发展初期，运载火箭的运载能力较小，要求卫星的结构重量尽可能轻些，以减轻运载火箭的负担，所以卫星的外形大都做成球形的。因为与其他外形相比，在同样的容积下，球形卫星外壳的表面积最小，重量最轻，而且对运载火箭主动段飞行时的冲击、加速和振动载荷的受力最强。
为了充分利用末级运载火箭头部整流罩的空间，卫星也有做成与整流罩外形相似的圆锥形，甚至有直接用整流罩做外壳的卫星。
卫星的运载火箭与卫星相比，运载火箭的技术复杂程度要比卫星高得多，研制周期也长，同时运载火箭往往是利用已研制和发射成功的弹道导弹改装而成的。在设计卫星之前，运载火箭已基本就绪，不便多改，因此，当卫星的外形尺寸同运载火箭发生矛盾时，一般应压缩卫星的外形尺寸来适应运载火箭。
如果卫星上的电源是利用太阳能电池，往往在卫星的外表面贴上一种厚度不到1毫米、长2厘米、宽1厘米或2厘米见方的半导体单晶薄片，组成太阳能电池。太阳光照射到太阳能电池上，就直接把太阳能变成电能，形成所谓全向式太阳能电池阵，以便不管太阳光来自何方都能发出电来。此时卫星的外形以球形成轴对称的为好。但由于球形卫星外表弯曲，不好贴太阳能电池，所以大多数做成球形多面体或多面圆柱体外形的卫星。
有的卫星外表面不适宜贴太阳能电池或表面积不够贴太阳能电池时，就在卫星本体之外，装上几块活动的翼板，专门贴太阳能电池，这样的翼板叫太阳能电池翼板。因此就出现张开几块平板的卫星外形。
上述的全向式太阳能电池阵的利用率，显然是比较低的。为了充分发挥太阳能电池的作用，提高效率，可以进一步采取措施，利用太阳能电池翼板单独对太阳定向，不管卫星处于什么姿态，太阳能电池翼板有电池的一面总是向着太阳，以构成所谓定向式太阳能电池阵。
当卫星的姿态控制方法是自旋稳定时，也就是说，卫星绕本体的某一轴旋转，从而获得对空间定向，总是把卫星做成直径大于高度的圆柱形、鼓形或扁球形的卫星。
发射中小型卫星时，依靠绕纵轴自旋来保持发动机推力方向不变，转速一般高达100转／分。这样一来卫星与固体火箭发动机一起旋转，在卫星入轨并与末级运载火箭分离后，卫星仍在高速地旋转着，这就影响到卫星上的仪器的正常工作，则必须降低转速。为此在卫星本体周围张开4块翼板，或从卫星本体内部沿直径两端对称地伸出两根细杆来减旋。这种减旋方法和飞速旋转着的花样滑冰运动员伸开收缩在胸前的双臂以降低速度来停下的原理是一样的。这种翼板可以直接利用太阳能电池翼板，张开之前像上举或下垂的手臂那样，固定在卫星本体周围。减旋用的细杆，有的是天线，有的是杆端装着仪器的支撑杆。卫星入轨后，翼板张开，细杆伸出，既完成规定的动作，又起到减旋的作用，真是一举两得。
要返回地面的卫星在它返回时以很高的速度进入大气层，由于空气动力的作用，在其上可产生很大的空气阻力。因此在设计卫星的可返回部分时，选择合适的空气动力外形，使它在大气层运动时产生比较大的空气阻力，以便急剧地减速。因此往往把这一部分的外形做成钝锥形或球头锥身的组合体。
决定卫星外形的因素是多方面的，是要全面考虑的。但是，从上述因素我们可以看出：主要的问题是考虑满足卫星在使用上以及所装仪器设备的要求。
知识点卫星的姿态控制
在太空中，卫星是在失重的环境下飞行，如果不对它进行姿态控制，它就会乱翻筋斗。这种情况是绝对不允许的。根据对卫星的不同工作要求，卫星的姿态控制方法也是不同的。按是否采用专门的控制力矩装置和姿态测量装置，可把卫星的姿态控制分为被动姿态控制和主动姿态控制两类。被动姿态控制，就是利用卫星本身的动力特性和环境力矩来实现姿态稳定的方法；主动姿态控制则根据姿态误差形成控制指令，产生控制力矩来实现姿态控制的方法。
人造卫星的种类
自从1957年10月4日前苏联发射世界上第一颗人造卫星以来，至今，人类大约发射了5000多颗各种用途的人造地球卫星，形成了庞大的卫星家族。它们包括通信卫星、气象卫星、地球资源卫星、导航卫星、空间探测卫星、技术试验卫星和军事卫星（如侦察卫星）等。
今天，数千颗用途不同、形状各异的人造地球卫星绕地球旋转，以至于轨道空间都显得有些拥挤了。
通信卫星
通信卫星是用作无线电通信中继站的人造地球卫星，是卫星通信系统的空间部分。它转发或发射无线电信号，以实现地面站之间或地面站与航天器之间的通信，可传输电话、电报、电视、传真的数据等信息。卫星通信的突出优点是：
覆盖范围大一颗静止轨道通信卫星，可覆盖地球表面的1/3。能供相距17000千米的两地面站直接通信。在赤道上空等距离地布置3颗静止轨道卫星，即可实现除南北两极地区以外的全球通信。
通信容量大目前，一颗卫星的容量可达数千到上万路电话，并可传输高分辨率的照片和视频信息。
传输质量高卫星通信不受地形、地物等自然条件影响，且不易受自然或人为干扰以及通信距离变化的影响，通信稳定可靠。
机动性能好卫星通信可作为大型地面站之间的远距离通信干线，也可为机载、船载和车载的小型机动终端提供通信，能根据需要迅速建立同各个方向的通信联络。
国际通信卫星通信卫星的种类较多，按服务区域不同，通信卫星可分为国际通信卫星、国内通信卫星、区域通信卫星；按用途不同，可分为军用通信卫星、海事通信卫星、电视广播卫星、数据中继卫星等。军用通信卫星又分为战略通信卫星和战术通信卫星，前者提供远程直至全球范围的战略通信，后者提供地区性战术通信和舰艇、飞机、车辆乃至个人的移动通信。
侦察卫星
侦察卫星是用于获取军事情报的人造地球卫星，它利用光电遥感器或无线电接收机等侦察设备，从轨道上对目标实施侦察、监视、跟踪，以搜集地面、海洋或空中目标的情报，侦察设备记录目标反射或辐射的电磁波、可见光、红外信号，用胶卷、磁带等存储于返回盘货内，在地面回收，或者用无线电传输方式实时或延时传到地面接收站，收到的信号经处理，可从中提取有价值的情报，侦察卫星是军用卫星当中数量最多、应用最广的一类卫星，同其他侦察手段相比，卫星侦察有如下优点：
范围广侦察卫星居高临下，视野开阔，在同样的视角下，卫星所观测到的地面面积是飞机的几万倍。
速度快在近地轨道上的侦察卫星，1.5小时左右就可绕地球一圈，这是其他侦察工具所无法比拟的。
KH-11侦察卫星限制少卫星的飞行不受国界、地理和气候条件的限制，可以自由飞越地球任何地区。
因此，侦察卫星能获得其他手段难以获得的情报，对军事、政治、经济、外交等均有重要作用。侦察卫星自1959年出现以来，发展迅速，已成为一些国家获取情报的有效工具。根据侦察的任务和设备的不同，侦察卫星一般分为照相侦察卫星、电子侦察卫星、海洋监视卫星、预警卫星等。
气象卫星
从外层空间对地球及其大气层进行气象观测的人造地球卫星称为气象卫星，它是卫星气象观测系统的空间部分，卫星上携带有多种气象遥感器，能接收到测量地球及其大气层的可见光、红外与微波辐射，将它们转换成电信号传到地面。地面台站将卫星送来的电信号复原绘制成云层、地表和洋面图，经进一步处理，即可得出各种气象资料。在气象卫星问世以前，气象工作者利用地面气象站、气球、飞机和火箭进行气象观测，但占地球表面面积70%的海洋无法观测到，而洋面上的气象变化对全球气象影响很大。气象卫星观测地域广阔，观测时间长，数据汇集迅速，因而能提高气象预报的质量，对灾害性天气如热带风暴的预报具有重要的作用。
