Die 1968 am Standort Weilheim errichtete Bodenstation des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist das Verbindungsglied zwischen Erde und Satellit. Mit ihrer Hilfe werden während eines Satellitenüberflugs Kommunikationsverbindungen zu diesem hergestellt, die einen gleichzeitigen Datenverkehr in beide Richtungen ermöglichen.

Daten, die vom Satelliten kommen, können in zwei Kategorien eingeteilt werden:

• "House-Keeping"-Daten, die den Zustand und die Lage des Satelliten übermitteln
• Nutz-Daten, die von wissenschaftlichen Geräten stammen.

Diese Daten werden von der Bodenstation empfangen und an das Kontrollzentrum weitergeleitet. In der Gegenrichtung werden Kommandos zum Satelliten gesendet, um Steuerfunktionen auszuführen. Beispiele sind das Ein-/Ausschalten von wissenschaftlichen Geräten oder die Lagekorrektur des Satelliten. Eine weitere Funktion der Bodenstation ist die laufende Bestimmung der Flugbahn des Satelliten. Die Satellitenbahnen sind Störungen unterworfen, zum Beispiel durch die Restatmosphäre, Mikrometeoriten und Sonnendruck. Deshalb werden während der Satellitenüberflüge Richtung, Entfernung und Geschwindigkeit des Satelliten gemessen. Aus diesen Messwerten werden im Kontrollzentrum Bahnvorhersagen für die nächsten Tage berechnet. Die wichtigsten Bestandteile einer Bodenstation sind die Antennen, die wesentlichen Einfluss auf die Qualität der übertragenen Daten haben.

Um den verschiedenen Anforderungen der Satelliten und Raumsonden gerecht zu werden sind unterschiedliche Antenneneigenschaften nötig:

• Raumsonden, die sehr weit von der Erde entfernt sein können, benötigen Antennen mit starker Richtwirkung und genauer Positionierung.
• Antennen für erdumlaufende Satelliten müssen sich schnell bewegen, um den Satelliten nachfolgen zu können.
• Geostationäre Satelliten erfordern keine oder nur sehr geringe Korrekturen der Antennenausrichtung.

Alle Antennen verfügen über eine programmgesteuerte Positionierung. Die Antennen für erdumlaufende Satelliten sind mit automatischen Zielverfolgungseinrichtungen ausgestattet (Autotrack). Sämtliche Antennen müssen bezüglich der Signalfrequenzen an die Satelliten angepasst sein.

Die Antennen und Stationseinrichtungen werden von einem gemeinsamen Kontrollraum aus gesteuert und überwacht. Das Kontrollzentrum in Oberpfaffenhofen koordiniert den operationellen Betrieb der Antennen und leitet die im Kontrollraum generierten Kommandos direkt zur Bodenstation in Weilheim. In der Gegenrichtung werden die von den Raumfahrzeugen empfangenen Signale nach Aufbereitung in digitaler Form zum Kontrollzentrum übertragen.

Die Bodenstation Weilheim wird im 24 Stunden-Schichtdienst an sieben Tagen pro Woche betrieben. Insgesamt sind hier 44 Mitarbeiter beschäftigt.