在遥感卫星对地观测的体系中，包涵着广泛的研究内容，从遥感卫星及其传感器，到卫星观测数据的获取，再到卫星数据的接收和处理，最后形成各领域的信息并加以实际应用，组成了一个完整的链路。
在这个链路中，地面站负责其中承上启下的 “ 数据接收和处理 ” 的关键环节，其主要的工作流程是接收各国遥感卫星的数据，对数据进行不同级别的处理，形成数据产品或提取特定信息，供各部门与行业使用。
为完成这样的任务，地面站必须开展领域比较广泛的科学研究工作，从 “ 信号与信息处理 ” 及“地图学与地理信息系统”学科的角度，研究遥感卫星数据的接收和处理中的关键技术，研究信息提取、应用及特征挖掘，并开发、研制新型的接收和处理系统。
经过十多年的积累，并着眼于未来遥感卫星数据接收和处理的发展趋势，地面站形成了自己独具特色的研究重点，涵盖了遥感卫星数据的接收和记录、卫星数据的处理、卫星数据信息提取与挖掘、遥感系统集成、遥感应用等多个相互独立而又紧密联系的方向。
专业一：地图学与地理信息系统
研究方向一：遥感信号与图像处理
本方向主要针对未来遥感卫星数据特点，开展遥感卫星信号接收、记录关键技术研究， 开展相应的成像、校正与标定、图像改善等遥感图像共性处理技术的研究，发展信息智能提取技术，探索网格环境下的高性能处理技术，搭建基础遥感图像处理平台。
主要研究内容包括：海量高速率数据的实时传输与记录，通用性、多卫星一体化接收、记录系统；遥感图像产品辐射标定与质量分析，新型遥感图像处理方法，高性能遥感数据处理，信息挖掘与智能处理技术；遥感卫星数据质量标准等。
研究方向二：光学与红外遥感
本方向主要针对光学、红外遥感技术的发展前沿，开展前瞻性研究，实现遥感数据的定量反演，支持遥感定量应用。
主要研究内容包括：辐射传输机理，高光谱数据处理方法，地学参数定量反演方法等。
研究方向三：雷达遥感
本方向主要针对雷达遥感发展趋势，针对新型 SAR 数据的特点，开展高分辨率 SAR 、干涉 SAR 、极化 SAR 、多模式 SAR 等前瞻性的机理和算法研究，并针对我国雷达遥感的应用特点，提供数据分析处理平台，开展示范性应用研究，为雷达遥感信息提取和系统集成提供支持。
主要研究内容包括： SAR 地物散射机理与特性；干涉 SAR 数据处理技术及应用；高分辨率 SAR 的数据处理方法；极化 SAR 分析；极化干涉 SAR 研究；多参数 SAR 信息提取技术；多源、多模式 SAR 的信息融合等。
专业二：信号与信息处理
研究方向一：遥感卫星信号处理
该方向主要研究遥感对地观测地面接收系统的理论方法、关键技术、大系统工程对策等，尤其研究针对新型的星、船载传感器实现地面系统建设的应用技术。内容包括：对地观测数据接收站网的关键技术；遥感卫星数据接收和记录中关键技术；通用性、多卫星兼容性数据记录体系的研究；接收系统自动化，接收过程的远程监控；网络空间信息系统。
该方向将信息科学中研究的信息获取、存储和传输等各方面技术集中地应用于解决遥感卫星高速下行信号的捕获、接收、解码和记录等问题，重点突破信号的高速率、实时性，以及信号解码的复杂性等关键因素带来的难题，研究中涉及星 - 地信号与数据传输的接口；天线系统控制与轨道预报；遥感卫星信号的捕获与处理；高速海量数据的交换、记录和存档；卫星数据的格式同步、解码、解压和数据质量检查；接收系统自动化、数据库和辅助系统管理等方面的内容。
开展该项研究需涉及物理、计算机、自动化、电子学与信息系统、卫星通讯等基础与技术学科。
研究方向二：遥感卫星数据处理
该方向主要是从事遥感卫星数据处理技术方面的研究，主要的研究内容包括：遥感卫星数据的校正技术；国内外主要遥感卫星数据处理核心技术；我国对地观测数据中心数据存储与处理体系与集成；新型对地观测传感器的数据处理方法；空间信息标准化。
该方向重点解决遥感图像的形成、遥感图像获取与过程中畸变的消除、海量遥感数据处理中新型处理算法的研究等问题，数据处理中各种算法的复杂性和数据量的巨大是其研究对象的主要特点。
随着空间探测技术的发展，各种新型探测技术不断涌现，形成了不同类型、不同工作原理、高分辨率和多波段的新型对地观测传感器。如何有效地从这些传感器获取的信号中形成人们所熟悉的地面图像，如何消除传感器在成象过程中由于卫星飞行、地球自转、特殊成像机理等造成的图像畸变，都成为了遥感卫星数据处理方向的新课题。在国际上该研究方向亦成为空间技术发展和应用中不可缺少的关键环节之一。
开展该项研究需涉及数学、电子学与信息系统、计算机、自动化及光学与光电子学等基础与技术学科。
研究方向三：遥感信息处理
该方向主要从事遥感图象应用处理以及信息挖掘技术方面的研究，主要研究内容包括：微波遥感；高光谱遥感；定量遥感；遥感数据智能处理与信息挖掘；遥感应用专题信息处理；多源信息融合与系统集成。
该方向将信息科学中信息处理技术与地学研究中的地学分析相结合，探索遥感信息在各行各业的应用途径与技术实现方法。学科综合与交叉是其主要的特色，目前，该研究方向已成为国际上发展和更新十分迅速的技术科学研究方向之一。
开展该项研究需涉及数学、地球科学、信息科学、计算机科学、光学与光电子学等基础与技术学科。