Станция СРС-1 предназначалась для обнаружения и выявления основных параметров РЛС, использующих диапазон от 10 до 500 см. Все операции по определению направления на работающую РЛС, частоты, длительности импульсов, вида поляризации излучения, производились вручную, что привело к необходимости включить в состав экипажа ещё одного — седьмого — спецоператора. А поскольку места для него в передней кабине, где находились штурман корабля, два лётчика и штурман-оператор бортовой РЛС не оказалось, то пришлось в грузовом отсеке между шпангоутами № 45 и 48А установить подвесную гермокабину с рабочим местом спецоператора и разместить основные блоки станций радиоразведки. Кабина являлась самостоятельной конструкцией с силовым набором из семи шпангоутов, продольного набора стрингеров и снабжена узлами для транспортировки и крепления в грузовом отсеке. Пол был выполнен из фанерных панелей и крепился к каркасу.
Над сиденьем оператора в верхней части находился аварийный люк, обеспечивающий выход в случае вынужденной посадки самолёта на воду. Входной люк в нижней части мог использоваться и как аварийный. Рабочее место оператора снабжалось катапультируемым вниз креслом.
Подвесная гермокабина, снабжённая всеми необходимыми системами жизнеобеспечения не пользовалась любовью лётного состава и у всех, кто выполнял в ней полёт, вызывала стойкие отрицательные эмоции. Оператор, находившийся в этой кабине, чувствовал себя в отрыве от остального экипажа, что, безусловно, сказывалось на его психологическом состоянии.
На разведчике пришлось доработать каркас фюзеляжа, крыло и хвостовое оперение (установить фотолюки, многочисленные антенны станции СРС-1, вырезы в створках грузового отсека для спецкабины). На концевом обтекателе левого стабилизатора хвостового оперения установливался обтекатель для антенны «Сирена-2».
Вторая станция радиотехнической разведки СРС-3 была автоматической и могла фиксировать работу РЛС с длиной волны от 3 до 30 см. На пульте оператора имелась светосигнальная индикация, а запись производилась на фотопленку, дешифрирование которой осуществлялось только после полёта.
Контейнеры станции СРС-3, имевшие сигарообразную форму, крепились к подкрыльным пилонам, на расстоянии 7850 мм от продольной оси самолёта. В местах подвески контейнеров были сделаны накладки для усиления стенки и нижнего пояса переднего лонжерона. На самолёте Ту-16Р устанавливались двигатели РД-ЗМ с увеличенным ресурсом.
Самолёт имел набор авиационных фотоаппаратов, снабженных объективами с фокусными расстояниями от 20 см до 100 см. Для съёмок в ночное время устанавливался фотоаппарат НАФА-МК-75 с фокусным расстоянием 75 см.
В задней кабине самолёта размещался стрелок-радист, в ведении которого находилась нижняя стрелковая установка, а также кормовой стрелок, управлявший кормовой, а по вспомогательным линиям верхней и нижней стрелковыми установками.
Радиус полёта Ту-1бР при взлётном весе 75,8 т достигал 2500 км, если же в районе объекта разведки производилось снижение для уточнения принадлежности обнаруженного объекта, то радиус уменьшался до 2000 км. Одна попутная дозаправка увеличивала дальность полёта на 1300–1400 км.
Однако с поступлением на вооружение ракетного комплекса Ту-1бК-16 в 1962 г. стало очевидным, что самолёт Ту-16Р не способен обеспечивать работу комплекса уже потому, что дальность обнаружения надводных целей с помощью его РЛС оказалась меньше дальности пуска ракет КСР-2, достигавшей 180–200 км. В связи с этим возникла необходимость модернизировать Ту-1бР.
Модернизированный в 1965 г. самолёт Ту-16Р получил обозначение Ту-16РМ-2. Он имел ряд отличий от базового самолёта.
Радиолокационную станцию РБП-4 (РБП- б) заменили на более совершенную «Рубин- 1», однотипную с установленной на самолётах-ракетоносцах Ту-16КСР-2. Она обеспечивала обнаружение крупных кораблей на удалениях до 200–240 км в зависимости от метеорологических условий и состояния поверхности моря.
Носовую пушку АМ-23 и всё штатное бомбардировочное оборудование, включая оптический синхронно-векторный прицел 0ПБ- 112 — демонтировали.
Для надёжного закрытия створок грузового отсека пришлось уменьшить их высоту. Вырез в створках под входным люком подвесной гермокабины удлинили и установили площадку с пеленгатором антенны СРС-4 («Квадрат- 2»). На створках грузолюка закрепили ненаправленную и секторные антенны станции СРС-4, заменившей станцию СРС-1.
Подвесную гермокабину с самолёта сняли, а количество аэрофотоаппаратов уменьшили до двух.
Дальность и продолжительность полёта разведывательного самолёта имеет немаловажное значение, а поскольку более экономичный двигатель так и не появился, пошли по испытанному пути — увеличили заправку топливом. Между шпангоутами № 35 и № 42 поместили контейнер с дополнительным мягким топливным баком на 7000 л, доведя тем самым емкость топливной системы самолёта до 51000 л.
