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航天测量船是船舶与测控通信设备的有机结合体，它由船舶平台系统和特装系统两大部分组成。船舶平台系统与常规船舶相近，主要包括船舶动力系统、船舶电力系统、船舶航海系统、船舶结构、船舶装置、空调通风、航空保障等系统。特装系统是为完成各项航天测量任务所需设备的总称，它是航天测量船所特有的，直接与执行航天测控任务相关，主要由测控系统、通信系统、气象系统等组成。
测控系统是航天测量船的核心系统，其任务是对航天器跟踪、测量航天器的运动参数、确定航天器的轨道和位置，具体包含跟踪测量系统、遥测系统、遥控系统、计算机系统、时间统一系统等。
通信系统保证地面与航天器（航天员）之间的报、话联络，支持测控系统内各个系统之间的信息交互，实现指挥调度，传递关于航天员生理活动的信息，传递返回过程中伞降段和着陆后所处方位的无线电信号。
气象系统一方面为船舶航行和航海安全服务，提供船舶航行安全保障所需的气象水文参数；另一方面为海上测控通信服务，提供海上试验和测控作业的天气实况，以及威胁测控通信设备天线安全的灾害性天气极限气象数据。
图58 航天测量船的组成
图59 航天测量船的组成
按照承担的功能来分，航天测量船主要由测控系统、通信系统、气象系统、航海保障和机电动力系统等组成。