中继卫星全称是跟踪和数据中继卫星,主要用于跟踪、测定中低轨道卫星、为对地观测卫星实时转发遥感、遥测数据、承担通信和数据传输中继业务及满足其他需要。513所为首颗中继卫星提供了测控、供配电等共计13台设备。其中,遥测视频调制器等设备为该卫星实现后两个用途起到举足轻重的作用,火工品管理器等其他设备对卫星的正常工作也十分关键。
航天测控系统的基本组成是遍布全球的陆地测控站。为确保对航天器轨道的有效覆盖并获得足够的测量精度,通常要利用在地理上合理分布的若干航天测控站组成航天测控网。因此根据测控区域的要求,陆地测控站分布范围很广,可以建在本国境内,也会建在全球任何适于测控的地方。然而,由于受到地理、经济、政治等条件的限制,一个国家不可能通过在全球各地建立测控站的方式来满足所有的航天测控需求,即使目前最大的陆地测控网,也只能覆盖大约15%的测控范围。为此,各国发展了其它的测控方式,以弥补陆地测控站无力触及的测控盲区。
卫星在太空中“站得高、看得远”,具有其它测控方式无可比拟的优势,天基测控卫星的使用大大拓展了航天测控网的覆盖范围。工作在地球静止轨道上的通信卫星和跟踪与数据中继卫星组成星座,便可覆盖地球上除南、北极点附近盲区以外的所有区域;如果与极地轨道的卫星相配合,即可实现全球覆盖。美国的第一代天基测控网由7颗跟踪与数据中继卫星组成,可同时覆盖25颗中、低轨道卫星,数据传输速率可达300Mb/s,可为12种航天器提供服务。目前正在部署的第二代天基测控网功能更加先进,一颗跟踪与数据中继卫星可同时接收5个航天器传来的信号,并同时向一个对象发送信号,可以实时传输各类航天器的数据信息,传输速率大增,有效地实现了对中、低轨道的全部覆盖。
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。随着载人工程的启动,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,在北京西郊数百公倾的土地上又建设了北京航天指挥控制中心,在山东组建了青岛测控站,在国外设立了卡拉奇站(巴基斯坦)、纳米比亚站、马林迪站(肯尼亚)及“远望”-4号船等,使整个网的测控能力有了新的质的飞跃。但一个国家无论在自己国家建了多少个测控站,造上多少艘海上测量船,都满足不了大型航天任务跟踪测量的需要。在太空中建立卫星观测与数据中继传输系统,是航天强国的必由之路,将为频繁、高强度的航天发射任务带来极大的便利。