测量飞机，是一种以飞机为平台的空中机动测控站，一般被航天测控和数据采集网所常用，可以部署到很多有利的位置从而完成相应的测控任务。

最早的测量飞机诞生于美国。20世纪60年代初美国国家航空航天局（NASA）认识到阿波罗计划中的月球任务需要全球跟踪和遥测能力。国防部（DOD）在其无人轨道及弹道导弹试验计划中也面临同样的问题，由于陆地站受地理限制，测量船不足以迅速移动且运行费用极髙，显然跟踪网需要一种新方案，即需要一种装有获取、跟踪、记录遥测数据所需测量设备的空载平台，这就诞生了称为“阿波罗靶场测晕飞机”（CARIA）的空中机动平台。测量飞机由此诞生。

NASA和DOD联合投资改造了8架C-135喷气式货物运输机，在全球运行，接收并传送宇航员的话音，记录来自阿波罗及其它NASA和DOD空中飞行器的遥测信息。命名为EC-135N高级靶场测量飞机于1968年1月投入使用，每架的基本改造费用为450万美元。选定由空军东靶场来管理和维护这些高级靶场测量飞机及机上设备，为试验和鉴定部门脤务。

1975年12月，ASIA到东靶场七年并完成了阿波罗计划后，改称为髙级靶场测量飞机（缩写名ARIA仍不变），作为空军大型试验和鉴定飞机合并计划的一部分，转移到俄亥俄州的怀特-帕特森空军基地的第4950试验联队。到达怀特-帕特森空军基地后，ARIA机组进行了多次改造，包括重新安装和改进测量分系统，将旧的波音商业民航改造成ARIA，命名为EC-18B，ARIA机组包括4架EC-ISSE和3架EC-1SB。

后来空军又进行了一次合并，ARIA机组搬迁到加利福尼亚的爱德华空军基地。第4950试验联队与爱德华空军基地的第6510试验联队合并，组成新的第452飞行试验中队。

（1）在弹道式导弹和运载火箭的主动段，可接收、记录和转发遥测数据，弥补地面遥测站因火焰衰减收不到某些关键数据的缺陷；装备光学跟踪和摄影系统的飞机，可对多级火箭进行跟踪和拍摄各级间分离的照片。

（2）在导弹再入段，可有效地接收遥测数据并经通信卫星转发给首区；装备紫外光、可见光和红外光谱测量仪的飞机，可测量导弹再入体的光辐射特性。

（3）在巡航导弹和低空中远程空对空导弹的飞行试验中，可接收和实时转发导弹的遥测数据；为试验区参试飞机提供超高频无线电话音中继；用机载安全停试系统对导弹进行遥控。

（4）在载人航天器的入轨段和再入段，可保障天地间的双向话音通信，接收和记录遥测数据，并实时转发给地面接收站，必要时给航天器发送遥控指令。

测量飞机可部署到最有利的位置完成测控任务，作为陆上站和测量船的补充。大型喷气式测量飞机可在稠密大气层之上飞行，对于光学测量，尤其是辐射光谱测量特别有利。测量飞机对再入目标和低空目标的跟踪测控覆盖能力比地面测控站大得多（见再入测量）。但是装在飞机上的测量设备必须与精密定位系统相配合才能完成弹道测量任务。用机载光学设备测量弹道需要2架飞机同时工作，进行交会测量,并以恒星为背景拍摄目标，由恒星方位和照相机位置求得目标的相对位置和绝对位置。辐射测量飞机和遥测飞机需要的定位精度较低，工作过程也比较简单。前者利用紫外光、可见光和红外光谱测量仪器采集航天器再入过程中的特性参数；后者利用遥测设备接收、处理、记录来自航天器的遥测数据。

对远程低飞目标跟飞测控，可以克服地面观测仰角低、测控范围小的困难；从高空探测飞行中段和再入段的导弹与诱饵的红外辐射，可以降低地面辐射和稠密大气对探测距离和精度的不利影响；以伴航方式进行近距离实况记录，可以得到高清晰影像；落点观测，包括弹头地面落点位置观测和海上溅落水柱或特有的染色剂漂浮物位置的观测。此外，测量飞机的平台和装机设备可根据需要灵活组合。

由于测量飞机上的观测设备均以机体作为参考基准，因此在进行目标观测的同时要测定机体的位置和姿态，一般用导航星与惯导的组合系统进行测量。对测量精度高的外测设备，还需考虑姿态稳定和机体变形测量与修正措施。

遥测飞机以中小型运输机为平台，安装带有宽波束或电子扫描跟踪天线的遥测设备。

伴航实况记录飞机以机动性强的歼击机为平台安装高速或普通摄像与摄影设备。

红外探测飞机以中型运输机为平台，安装高灵敏度全波段红外探测设备。

落点测量飞机以直升机为平台，安装光学测量设备。

综合多功能测控飞机以大中型运输机为平台，安装外测、遥测、安全控制和目标特性测量设备，具备地面综合测控站功能。

弹道测量飞机测量运载火箭和航天器轨迹的称为弹道测量飞机，机上测量设备必须与精密定位系统相配合，用光学设备测弹道时需要两架飞机同时工作，进行交会测量并以恒星为背景拍摄目标，由恒星方位和照相机位置求得目标的相对位置和绝对位置。

辐射测量飞机测量航天器再入过程中光辐射特性的称为辐射测量飞机，采用紫外光、可见光和红外光谱仪获取航天器再入时的特性参数。

遥测飞机接收、记录和转发航天器和话音信息的称为遥测飞机，利用遥测设备，接收、处理、记录来自航天器的遥测数据。

ARIA是一种收集、记录及中继遥测数据的活动空基平台。ARIA能够接收和跟踪遥测信号，主要工作频段是S波段（2200〜2300MHz）。ARIA可部署到全球，接收来自运载火箭、空间探测器、弹道导弹、再入飞行器以及巡航导弹的遥测数据。通常用于飞行器地面轨迹上没有遥测接收站或受地理限制无法设站的区域。这些区域通常是在地面站覆盖不到的远洋或偏僻的陆地，所有数据都记录在磁带上，用于亊后分析，所有或部分数据通过卫星或视距线路实时或事后转送到试验部门或靶场。

ARIA测量设备的基本功能是接收记录航天器和导弹的遥测信号。数字遥测数据可通过UHF通信卫星或L波段视距线路实时转发到地面站。ARIA用户经常要求通过HF无线电或卫星通信用话音把选定参数的机上测量和时间关系报告给他们。也往往要求事后重放记录数据的某些选定磁道通过卫星发送给他们。利用机上磁带复制能力可将ARIA数据磁带快速传送，保障时间紧迫的任务后分析评价。

ARIA机头天线罩内有一个2.1m抛物面反射器和一个焦点交叉隅极子阵馈源，用来获取和跟踪遥测RF信号。这是世畀上最大的机载跟踪遥测天线。天线阵包括4套按十字形对称排列的交叉偶极子。该数据获取系统能够接收2000〜2400MHz范围内的S波段遥测数据，然而将接收范围扩展到S波段高端的计划正在进行中，从而能够接收2000〜2400MHz内的数据。比较器网络形成右旋、左旋极化的和、差信道。然后差信道经AM调制到和信道上，用于自动跟踪。

天线有二种跟踪方式。当操作员选用自动跟踪方式时，天线系统电气上模拟偏轴圆锥扫描，产生误差信号。误差信号指示出信号在哪个方向上偏离了轴线，然后计算机给天线控制机构和驱动装置发指令，转动天线跟踪信号。自动跟踪方式下，天线也可由弹道处理设备（TPU）或速率记忆装置来控制。如果天线由TPU自动控制，利用用户飞行器的预定弹道和ARIA的位置数据引导天线定位。这种模式下，飞行器的弹道一旦不正常，天线连续跟踪飞行器，实际弹道与预定弹道之间的偏差越积累越大。采用速率记忆跟踪时，天线转动速率记在寄存器中，一旦出现信号丢失，天线仍以丢失前的同一速率继续转动。对于短暂黑障的信号消失，这种方式极为有用，最后一种方式是手动跟踪。该方式下，操作员可通过手轮或操纵杆控制天线位置，可以用音频信号和信号误差计帮助跟踪。

天线位置在方位上限制在中心线的-100°〜+100°之间，仰角上限为100°，下限为30°。最大手动转速为45°/s，最大自动转速为17°/s，发射状态下,天线馈源可长期承受100W载波的发射信号。

含有遥测信息的射频信号在遥测分系统中进行处理，从载波中解调出数据，对基带视频或检波前的数据进行记录、进一步处理、转发出去或进行任一组合处理。利用UHP或VHF多路耦合器，可以从一个天线和信道以最小的相互干扰输出多路等幅信号，允许多路数据同时传送。ARIA遥测接收机是双通道接收机，可以解调标准IRIG遥测信号以及非标准遥测和通信信号。射频机柜里有6台接收机，可以解调2200〜2300MHz频率范围内的同步（AM、PM、PSK）和异步（AM、FM）遥测信号。接收机可配置成数据、跟踪、或数据和跟踪接收机，每台接收机有9个独立的IF带宽、低噪声综合调谐头、手动及自动搜索和锁定、10个视频滤波器带宽。

数据分离分系统能处理来自遥测分系统的频分和时分多路视频信号。该数据分离分系统能够处理两个独立的FM、PCM/BPSK，PCM/FM和(或)PCM纯数据链路。当一台接收机的两条信道都被锁定，视频组合器给出一路输出，该输出是接收机两路视频信号的合成信号，按两个AGC电压之比组合。如果接收机信道中有一条失锁，相应的锁定逻辑输出电平改变，使组合电路转换到剩下的那个锁定信道。如果两条信道都失锁，组合器的运行同两条信道都锁定时一样。检波后组合器的合成视频输出可根据数据格式不同发送到PSK解调器、PCM位同步器或FM副载波鉴频器。然后数据继续发送去进行其它事件的检测、处理、记录，和(或)通过TACSAT转发出去。

通常经同步轨道上的UHF卫星进行数据转发。为此安装了一台柯林斯AN/ARC-146TACSAT卫星终端，其输入信号是70MHz，输出信号高于200低于300MHz，只能发射数据。数据既可是PCM数字数据也可是FM模拟数据。大多数ARIA有3个数据转发天线，一个固定交叉偶极子天线，一个固定刀形天线，一个可控交叉偶极子天线。

记录系统包括两台带宽为2MHz的AN/USH-3014道Kodai数据磁带机及其相应的测试设备。来自遥测接收机的检前和检后视频信号都可直接记录在磁带机上，检后信号也可以进行宽带FM记录。借助数据多路复用能将几路低频信号的信道组合到一起，从而可将几路信号记录在一条磁道上，最多能同时容纳23路输入信号。借助相加放大器可将多路输出信号线性独立地合成为1路、2路或3路复合输出。

两套时间码产生器以100%的备份提供很高的系统可靠性。每套时间码产生器从铷频标接收100KHz的输入信号。利用搬运时钟或全球发播的高频定时信号完成与世界标准时的初始同步。时间码产生器的输出包括6种基本的IRIG时间码，调制的交流和直流转换的A、B、C、D、E、G和H码。还有4路精密脉冲和5路延迟的同步速率脉冲信号。铷频标精度是2×10-12，主频标一旦出故瘅，可用精度为1×10-8的第二频标。GPS时统不久将替代铷时钟。

HF通信系统是一个全双工复合无线电系统，包括3台接收机，3台发射机，及其相应的天线、控制和状态指示器。该系统的特性是灵敏度高、噪声低，发射功率1000W，工作频率为2.0〜29.9999MHz,信道间隔为0.1KHz,总共有280000条信道。独立的单边带和双边带通信能力、包括上边带、下边带、上上边带、下下边带、调幅，自备复用设备可将4路声音输入合成一路。所有ARIA都配有HF通信用的翼尖端天线、尾杆天线，以及仅接收的LORAN天线。EC-135则还有38.1米的拖线天线。

所有ARIA上都安装了标准的AIC-18对讲系统，分成两个可独立工作或互连工作的环路，每个环路还可分割，让操作员建立专用的对讲环路。

测量飞机的发展趋势是选用更高性能的运输飞机，并用相控阵天线取代抛物面天线，对多目标进行跟踪和数据采集，提高其测控能力。