為了接收到幾千萬公裏外清晰準確的信號，測控系統起著重要的作用。
“整個任務期間，測控系統主要負責完成探測器各飛行階段的定軌、狀態監測和飛行控制等任務，並控制火星表面探測階段著陸巡視器的運行。”中國電科專家表示，與近地軌道相比，此次任務最遠工作距離達到4億公裏，對測控系統提出了更新、更高、更嚴的要求。
中國電科發展了TT&C通信在歷次航天發射中積累的經驗，裝備了壹系列TT&C設備，為火星探測器在浩瀚的“星海”中確定軌道保駕護航。
佳木斯深空測控站，精準信號捕捉發回的“全能手”。佳木斯深空TT&C站作為TT&C系統的主要試驗設備，是我國首個超大口徑天線深空TT&C站，可為探月二期、三期、火星探測及後續深空探測任務提供TT&C通信支持。
作為佳木斯深空TT&C站的總體單位，中國電科為了提高佳木斯深空TT&C站的性能，對其進行了適應性改造。“在這次火星探測任務中，最遠距離達到了654.38+0.9億公裏，這意味著火星探測器發出的下行信號在到達地球時極其微弱。如何捕捉到準確的信號對佳木斯深空測控站來說極其重要。”中國電天傲總設計師杜丹介紹，佳木斯深空測控站配備了低溫超導接收機和66米大口徑天線，就像壹個高靈敏度的“聽診器”，負責在外太空噪聲中尋找和捕獲探測器信號，解調探測器電源、溫度、儀器工作狀態、科學試驗數據等各種參數。當探測器到達火星時，裝有10kw連續波超大功率放大器的佳木斯深空TT&C站就像壹個工作距離非常遠的“遙控器”，向衛星發送地面指令，實現探測器變軌、太陽帆板打開、著陸巡視器軟著陸、測試儀器控制等此外，佳木斯深空測控站還可以發揮“數據高速公路”的作用，實現圖像等數據的傳輸，接收並解調著陸巡視器拍攝的火星表面圖像數據。
亞洲最大的單孔全移動天線，高品質、高可靠性的“收發器”。“我們都知道，壹場火災的最遠距離大約是地球到月球距離的1000倍。傳輸信號的衰減與距離的平方成正比。同樣發射功率的信號到達地球會很弱，增加地面接收天線的口徑，也就是接收面積，是提高信噪比的基本途徑。”中國電力網訊39所技術專家表示，為接收我國首個火星探測工程4億公裏外的微弱信號數據，中國電力部承擔建設了70米天線(GRAS-4)高性能接收系統，建成後將成為亞洲最大的單口徑全活動天線，可大幅提升我國深空探測下行數據接收能力，在提高天線效率的同時降低系統噪聲，提高抗幹擾能力。具有穩定接收微弱人工數據信號、感知宇宙中自然物體輻射的極弱電磁波等功能，為完成我國首次火星探測工程任務及後續深空探測任務提供了堅實基礎。
此外，中國網通還研制並安裝了35米深空探測天線陣，這也是我國首個深空探測天線陣。它由多根35米波束波導天線組成，可以在地面和星際探測器之間建立高質量、高可靠的射頻通道，完成數據接收任務，服務於我國探月和火星探測工程，幫助我國在深空探測領域進入世界先進行列。
大功率功放設備，是“田文壹號”運行路線的“遙控器”。為了完成田文壹號的姿態和軌道調整，需要將信號從大口徑天線傳輸到衛星。在這個過程中，功率需要用大功率放大器放大。電防二十七所航天事業部總經理、高級工程師單秀旭說，深空TT&C系統對大功率放大器的要求極高，尤其是在各個頻段的極限功率輸出在國內是前所未有的情況下。經過多年的努力，27個項目的團隊成員成功研制了大功率放大器系列設備，並成功執行了嫦娥二號、嫦娥三號、嫦娥四號等多項具體任務。
針對本次火星探測任務所需的具體特點，27個團隊成功研制了某頻段超高功率、高功率放大器樣機，在深空測控領域首次實現了該頻段超高功率連續波功率穩定輸出的能力，為後續工作奠定了堅實的技術基礎。