载人航天测控通信系统是一个庞大而复杂的体系，包括三个任务中心、五个国内固定测控站、四个国外测控站、两个机动测控站和分布于三大洋的六艘远望号测量船、一个对各站(船)进行资源调度的网管中心、一个遍布各站点的通信网和时间统一系统。这些测控中心、测控站(船)通过通信网有机结合、协调工作，共同完成对火箭和飞船的测控通信任务。
遥控系统主要任务
神舟号飞船要完成很多科学试验和许多特定工作，这些动作的完成需要遥控系统的支持。所谓“遥控”，就是对火箭和航天器实现远距离控制。在测控系统中，将地面的控制指令变为无线电信号，远距离传输到航天器或火箭上，实现对它们的控制。地面人员不但可以跟踪飞船，掌握它的工作状态，而且还可以主动地对它进行干预和控制。当飞船出现故障时，需要采取紧急措施，如把有故障的仪器甩掉，命令备份仪器马上投入工作，告诉宇航员采取哪些相应的措施等，甚至在紧急情况下决定飞船执行什么动作，命令飞船完成一些任务。比如飞船在飞行过程中，如果动力系统的管路发现破裂导致燃料泄漏，如果泄漏过多就可能无法返回，此时需要马上向飞船和飞船上的航天员发出返回指令，要求飞船停止一切工作立即返回。此时，飞船在地面遥控系统的指挥下，航天员和飞船上的控制系统就会共同执行返回命令，以防危险发生。遥控在载人飞船飞行中用于飞船的变轨、交会、回收等的轨道控制，用于姿态控制以及备份件切换和开关的控制，用以保障飞船及其他航天器的正常工作和运行，还用于飞船的数据注入，启动飞船的自主程序等。飞船遥控指令具有内容多，执行任务时间长和要求复杂等特点。
遥测系统主要任务
当神舟号飞船在天上飞行时，不但要跟踪它，了解它的位置，而且还需要知道它工作的情况是否正常，有没有出现故障，如果有故障，是哪个系统的什么部位的什么仪器有问题，以便采取相应的措施，这时，测控系统中的遥测部分，开始启动。“遥测”的内涵是“近测远传”，即在航天器及火箭上安装传感器、仪器，就近测得其内部的工作状态、工作参数;航天员的生物医学参数、科学研究参数、环境参数等许多描述飞船工作情况的信息，然后将这些参数转换为无线电信号，远距离地传送到地面测控站的接收设备，经过解调、处理还原出原始参数数据，并进行记录和显示、分析，就像医生用仪器对病人进行检查，通过取得的数据来确定病情一样。遥测对火箭、航天器的发射和正常运行有着举足轻重的作用。在运载火箭飞行过程中，根据遥测数据，发射场指挥人员和运载火箭设计人员可及时了解箭上各系统的工作情况和实际飞行条件下各系统的工作性能。对于地面试验无法模拟或无法全部模拟的一些性能数据，可从飞行试验的遥测数据得到补充和修正。一旦火箭飞行失败和出现局部故障，采用遥测数据对故障进行分析，能够快速准确地实现故障隔离和故障诊断，以便采取相应措施。在飞船发射和入轨后的运行中，利用遥测监视飞船上设备的工作状况，利用遥测参数计算出飞船的姿态，为遥控调姿提供参考数据。载人航天时，还可以监测航天员的生理参数、生活环境参数等，以保障航天员的生命安全。
航天控制中心
北京航天控制中心大厅
航天控制中心是航天器飞行的指挥控制机构。其主要任务是：实时指挥和控制分布在全球各地的航天测控站收集、处理和发送各种测量数据、监视航天器的轨道、姿态以及设备的工作状态，实时向它们发送控制指令，确定航天器的飞行轨道参数，发布其轨道预报等。航天控制中心由数据处理系统、软件系统、通信系统、指挥监控系统和时间统一系统组成。数据处理系统包含多台大型高速计算机和软件系统，实时处理或事后处理由各测控站汇集来的数据;软件系统包括管理程序、信息和数据处理程序等，控制中心通过计算机软件实施对整个测控系统和航天器的控制和管理;通信系统包括地面通信和空间(卫星)通信系统，由各种通信设备和数传设备组成，负责控制中心与各测控站、发射场、回收区之间的通信联络和数据传输;指挥监控系统由各种监控台、屏幕显示等设备组成，直观地显示各测控站的设备工作状态、航天器运行情况，使指挥控制人员随时掌握航天器的运行状态，并实时下达指挥命令和发出控制指令;时间统一系统由高精度时钟、标准时频信号源及相应的接口设备组成，为控制中心和各测控站提供标准时间和频率。
北京航天飞行控制中心位于中国北京航天城，是我国载人航天工程和绕月探测工程的飞行控制中心，主要负责指挥调度、控制计算、数据处理、信息交换和飞行器长期管理，是测控通信系统的“神经中枢”。北京航天飞行控制中心坚持走自主创新之路，成功地研制了以载人航天飞行控制软件为核心的一系列大型软件系统工程;高质量地建成了以高速数据处理网络环境为代表的多个硬件系统，使北京航天飞行控制中心在较短的时间内，发展成为一个功能丰富、反应快捷、运算精确、可靠性高的现代化飞控中心。北京航天飞行控制中心成功掌握了载人航天飞行控制技术，其中飞行控制自动化技术、测控过程可视化技术、精确返回控制技术、高精度轨道机动控制技术、高精度定轨技术、软件构件化技术、智能化故障诊断技术、应急救生控制技术等8项关键航天飞控技术达到了世界先进水平。
西安卫星测控中心，是中国航天测控网的信息交换数据处理中心、指控中心和通信中心。原址在陕西渭南，20世纪80年代中期，为适应我国航天事业的飞速发展和对外空间技术交流，于1987年迁至西安，并对设备进行了全面的更新。该中心由数据处理系统、通信系统、指挥监控系统和时间统一系统组成，可对不同轨道的卫星进行定轨、定姿和管理，并具有多种卫星同时管理的能力。
东风发射指挥控制中心是飞船发射待发段和上升段组织指挥单位，任务中用于监视火箭和飞船的飞行情况，负责飞船逃逸和火箭安全的判断和控制任务，还承担飞船部分正常控制指令的发送。
远洋测量船
目前，我国有分布于太平洋、大西洋和印度洋的六艘测量船，分别为“远望1”号至“远望6”号，其中“远望4”号船参加了神舟一号至神舟六号任务，目前已退役。
我国的第一、二艘“远望”号航天测量船于1979年建成。1980年5月首次执行洲际导弹全程飞行试验的测量任务，获得了圆满成功。1982年10月“远望”号测量船第二次出海为水下潜艇发射火箭测量跟踪。1984年我国“远望”号测量船又完成了我国“长征”-3号运载火箭发射试验通信卫星的测量任务。1986年，“远望”号测量船经过技术改造，总体技术性能包括系统的可靠性、稳定性、协调性、实时性、快速性和自动化程度都有了很大提高，实现了标准化、系列化，提高了国内与国际的兼容能力。
远望号测量船及船上测控设备
航天测量船比在陆地建造的测量站要复杂得多，工程庞大得多。“远望”号测量船有很强的适航性，能在南北纬60度间任意海域航行。“远望”-1号、-2号测量船配备了大量现代化的测量设备，装有单脉冲雷达、微波统一测控系统、双频测量设备、船载遥测系统、光电经纬仪、综合船姿船位系统和中心计算机等。它们由时间统一勤务系统、气象系统和通信系统来保证其正常的工作。
1995年底投入使用的“远望”-3号船是我国第二代综合性航天远洋测量船。全船集中了二十世纪九十年代科学技术精华，汇集了我国当今船舶、机械、电子、通信、气象、计算机等方面的先进技术，其硬件设施达到了国际先进水平。
截止1998年8月，我国组建了4艘“远望”号航天测量船。20多年来，“远望”号测量船队经受过各种恶劣海况的严峻考验，40次远离国土到三大洋，42次出色完成了远程运载火箭、各种航天器发射的海上测控任务，安全航行八十余万海里，测控精度达到世界先进水平，走出了一条具有中国特色的海上测控之路，为我国航天事业做出了重要贡献。
航天测控站
航天测控站(以下简称测控站)包括固定站和活动站两种类型。根据测控区域的要求，测控站分布在很广的范围，其布站可在本国境内，也可在全球任何适当的地点。目前，我国国内有五个陆上测控站包括东风站、渭南站、青岛站、厦门站、喀什站。国外四个陆上测控站包括卡拉奇站、纳米比亚站、马林迪站和智利站。另外还有两个机动测控站，和田站与主场站。
卫星测控通信地面站
测控站的任务是直接对航天器进行跟踪测量、遥测、遥控和通信等，它将接收到的测量、遥测信息传送给航天控制中心，根据航天控制中心的指令与航天器通信，并配合控制中心完成对航天器的控制。测控站也可根据规定的程序独立实施对航天器的控制。测控站的设备包括外测系统、遥测系统、遥控系统、通信系统、电视系统、时间统一系统、计算机系统以及辅助设备。外测系统是测控站的主体部分，其任务是对航天器进行跟踪测量，获取航天器的运动参数，确定航天器的轨道和位置。遥测系统的任务是接收从航天器发送的关于航天器上设备工作状态、空间环境参数和宇航员的生理信息等。电视系统接收有关载人航天器的动态作业情况，观察航天员在航天器内和舱外的活动。
测控站按其分布，有陆上测控站、海上测量船、空中测量飞机和跟踪与数据中继卫星四大类。中国从1967年开始建设自己的航天测控网，1970年正式投入使用。当初的航天测控通信网由西安卫星测控中心和若干个航天测控站、海上测量船以及连接它们的专用通信网组成。当时的航天测控网中固定站有长春、闽西、厦门、渭南、南宁和喀什测控站;机动站有两个机动测控站和回收测量站;海上有三艘“远望”号测量船。建网初期，主要测量设备有单脉冲精密跟踪雷达、多普勒测速仪、光学测量设备和短波遥测设备等。70年代初成功地跟踪了中国第一颗人造地球卫星——“东方红”1号。后又增加了双频多普勒测速仪、超短波遥测系统、遥控系统和回收测量系统，可对用一枚运载火箭发射的3颗卫星同时予以测控管理。80年代初，测控网增加了微波统一测控系统并设计了先进的地球同步轨道卫星测控应用软件，在历次的地球同步通信卫星发射中，测控网参加了主动段飞行测控，完成了过渡轨道段和地球同步轨道的测控并对卫星进行了包括轨道保持在内的长期测控管理。1988年和1990年，测控网先后圆满完成了对中国发射的第一颗和第二颗太阳同步轨道“风云”-1号气象卫星的测控任务。从1990年中国发射美国制造的“亚洲”-1号通信卫星起，中国航天测控网开始对中国承揽的国际商业性发射任务提供测控支持。中国航天测控网在技术上与国际主要测控网渐趋兼容，可与之联网工作。
光电望远镜
随着载人航天工程的启动，我国航天测控网又进入了一个新的发展阶段，扩充、改造了设备，更新了软件，在山东组建了青岛测控站，在国外设立了卡拉奇站、纳米比亚站、马林迪站，配置了“远望”-4号船等，使整网的测控能力有了新的质的飞跃。目前，参加载人航天工程地面测控系统有北京航天飞行控制中心、东风发射指挥控制中心、西安卫星测控中心、东风测控站、发射首区各光学站、山西太原站、陕西渭南站、福建厦门站、山东青岛站、新疆喀什站、和田站、卡拉奇站、纳米比亚和马林迪站以及位于三大洋的五艘“远望”号测量船等。通信系统有指挥通信、数据传输、天地通信、时间统一、实况电视监视及传输、话音通信、帧中继交换等系统。通信系统的主用网络和备用网络覆盖了整个中国和世界三大洋。采用Vsat和IBS/IDR体制卫星通信系统、SDH和PDH光纤传输、国家通信网、国际海事卫星通信系统及国际租用电路等多种传输手段，组成以北京卫星地球站、酒泉卫星地球站、西安卫星地球站为枢纽节点，北京中心、东风中心、西安中心为骨干节点，其他各测控站(船)为用户节点的网状通信网络，提供高速度、多方向、多业务、高质量的传输路由。、
