我国首次月球探测工程任务实施中，测控总体采用了USB（航天测控网的S波段测距和测速系统）+VLBI（中科院的甚长基线干涉测量系统）的综合测轨方案作为嫦娥一号卫星轨道测量的基本方案，保证了高精度和高可靠性。

VLBI是一种高精度的高科技天文测量技术。在国际上，VLBI技术应用于航天工程已有30多年的历史，一般应用于深空探测器某个关键弧段的精密测轨。嫦娥一号卫星任务中，将该技术应用于探月卫星发射后调相轨道段至进入环月轨道段全程10天以上的连续测轨，在我国尚属首次，在国际上也没有先例。

绕月探测工程测控系统VLBI测轨分系统由“四站一中心”（上海、北京、昆明、乌鲁木齐四个VLBI观测站和上海VLBI指挥调度和数据处理中心）组成。在测控系统组织的历次大型测定轨试验中，VLBI测轨分系统根据测控总体要求，圆满完成了各项测定轨试验任务，为卫星的精确定轨、保证卫星准确进入环月轨道做出了重要贡献。特别是在短弧段定轨方面起了十分重要的作用。

自2001年起，上海天文台开始开展VLBI应用于月球探测测控的关键技术研究，并成功实现对卫星目标的VLBI观测。2003年年底，上海天文台主持的一个与之相关的863项目通过结题验收，被评为A级。2004年，中国科学院知识创新工程方向性项目“VLBI应用于月球探测测控的关键技术研究”通过验收。绕月探测工程立项后，上海天文台作为VLBI测轨分系统的责任单位，负责 VLBI测轨分系统的方案设计、VLBI测量精度分析研究，系统建设和任务运行，先后完成了上海佘山VLBI观测站的适应性改造，VLBI关键设备研制（实时相关处理机、氢原子钟等），VLBI测轨分系统应用软件（含8个配置项：观测纲要编制、软件相关处理、相关后处理、传播介质误差修正、轨道计算、测角归算、台站监管、运行管理）研制和工程化，VLBI数据处理与指挥调度中心的建设，并为两个新VLBI站-密云站和昆明站研制配备VLBI设备，为两个新站指导培养人员等任务。

在实施“嫦娥一号”卫星任务中，包括24小时和48小时周期调相轨道段、地月转移轨道段、月捕获轨道段、环月运行初始轨道段及环月运行在轨测试轨道段，从2007年10月26日至11月30日，历时一个多月，VLBI测轨分系统每天执行全程跟踪测量任务。跟踪观测和数据处理结果，实时传送北京航天指控中心。VLBI测轨数据（包括：时延、时延率及卫星角位置等）实时发送北京航天指控中心。在实时任务中，VLBI测轨分系统圆满完成了实时定轨和事后3小时精密定轨任务。并在规定时间内报送北京航天指控中心。经过对整个嫦娥一号奔月阶段的数据分析表明，VLBI测轨分系统的各项技术指标达到和超过了任务规定的指标，圆满完成了嫦娥一号奔月阶段的测轨任务，目前正在执行环月阶段的测轨任务。