CE-2任务地面应用系统负责制定卫星有效载荷的探测计划，提出卫星有效载荷在轨业务运行的要求；在测控和卫星的配合下完成卫星数传信道下行数据的接收、落地记录和地面传输；完成探测数据的存储、归档、备份、授权发布；组织完成探测数据的处理、解译、应用和研究，完成工程的科学探测任务。

地面应用系统由中国科学院国家天文台承担，由运行管理、数据接收、数据预处理、数据管理和科学应用与研究5个分系统组成，是在CE-1任务系统构成的基础上进行适应性改造，执行CE-2任务。在北京市密云观测站依托50m口径天线建立数据接收地面站；在昆明市云南天文台，依托40m口径天线建立数据接收地面站。两个数据接收地面站共同构成数据接收分系统。

CE-2任务地面应用系统在任务执行阶段，根据科学探测规划、结合系统提供的卫星轨道预报，确定系统的业务运行计划并分发到各分系统。数据接收地面站根据业务运行计划实时接收、记录卫星数传信道的下行数据，并将原始数据经地面光纤通信链路实时传送到应用系统总部。地面应用系统总部接收、存储并处理原始数据；利用科学探测数据、有效载荷的遥测数据与工程参数、系统转发的数据完成对有效载荷运行状态监视，并结合科学探测计划生成对有效载荷实施控制的指令代码和注入数据；同时，生成各级标准数据产品，并完成科学数据的应用与研究工作。