2004年，中国正式开展月球探测工程，并命名为“探月工程”，也称“嫦娥工程”，分为绕、落、回三期。北京华云星地通科技有限公司，从2003年开始持续承担嫦娥工程地面应用系统建设任务，其标志性的成果包括：
探月工程一期嫦娥一号地面应用系统建设
2005年，作为国内卫星地面应系统工程建设最具实力和实践经验的公司应邀参与了探月工程一期地面应用系统两个项目的招投标，并两投两中。承制研发的探月工程嫦娥一号卫星地面应用系统运行管理分系统（OMS）应用软件和数据管理分系统（DMS）应用软件两个项目的建设，并负责地面应用系统总部系统的应用集成工作。
探月工程二期嫦娥二号地面应用系统建设
2009年，北京华云星地通科技有限公司参加了探月工程二期嫦娥二号卫星地面应用系统的研制工作，在嫦娥一号的基础上，对OMS、DMS分系统进行适应性改造与新增功能开发，具体包括：
运行管理分系统（OMSA），增加了卫星有效载荷运行状态监视功能、计划生成及卫星有效载荷管理功能、GSDSA的业务运行调度功能、提供仿真测试环境功能和应用集成、系统联调与在轨测试功能。
数据管理分系统（DMSA），增加了全系统业务数据存储、管理与服务功能，全系统业务信息与产品发布功能，在线帮助及在线技术手册服务功能，分系统业务运行管理等功能。
探月工程二期嫦娥三号地面应用系统建设
嫦娥三号实现了中国探月工程第二阶段的目标，即落月。因此地面应用系统增加了遥科学探测分系统。“遥科学探测分系统（TES）”是利用计算机时间与空间信息技术和仿真及虚拟现实技术，为月球科学家和工程技术人员，提供虚拟现实遥操作人机交互界面，操控巡视探测器上所搭载的有效载荷，实现对月表特定地点进行现场探测任务的仿真训练、仿真规划和执行监控的能力。
在嫦娥三号地面应用系统的建设中，北京华云星地通科技有限公司继续承担运行管理分系统研制任务，同时承担了新且难度最大的遥科学分系统的研制任务。与以往的技术模式相比较，遥科学探测分系统利用多种可视化展示手段对着陆器和巡视器的科学探测过程进行监视，并利用可视化的人机交互方式辅助科研人员选取探测区和探测点。
探月工程三期嫦娥五号地面应用系统建设
目前探月工程已进入三期，主要目标是实现无人自动采样返回。2015年，北京华云星地通科技有限公司承接了探月工程三期嫦娥五号地面应用系统有效载荷应用软件（OMSP）和运行管理应用软件（OMSO）的研制工作。
OMSP主要任务是完成月表采样点三维场景数据重构，创建着陆器采样现场的三维场景，以监视或模拟着陆器的采样过程和着陆器上搭载的全景相机、月壤结构探测仪、月球矿物光谱分析仪等有效载荷和运动机构的探测过程。并完成有效载荷探测效果分析，采样对象选择等任务，为有效载荷就位探测和月表采样背景信息获取提供支撑。
OMSO分为客户端和服务器端两部分。其中客户端软件完成为GRAS系统集中统一的人机监控界面提供运行管理方面的人机交互接口和手工操作功能；服务器端软件实现根据所要完成的任务和所采用的系统体系结构，并充分考虑OMSO的完整性、可靠性、易开发性、易维护性，将其分成业务运行管理服务功能和仿真测试功能域，并将同时为OMSO和OMSP的客户端软件提供统一的客户接入服务器端的接口。
公司承担的嫦娥工程项目
●探月工程一期嫦娥一号地面应用系统运行管理分系统（OMS）应用软件，完成于2008年9月；
●探月工程一期嫦娥一号地面应用系统数据管理分系统（DMS）应用软件，完成于2008年9月；
●探月工程二期嫦娥二号地面应用系统运行管理分系统（OMS）应用软件，完成于2011年2月；
●探月工程二期嫦娥二号地面应用系统数据管理分系统（DMS）应用软件，完成于2011年2月；
●探月工程二期嫦娥三号地面应用系统运行管理分系统（OMS）应用软件，完成于2014年2月；
●探月工程二期嫦娥三号地面应用系统数据遥科学探测分系统（TES）应用软件，完成于2014年2月；
●探月工程三期嫦娥五号地面应用系统运行管理应用软件（OMSO）开发项目，开发过程中；
●探月工程三期嫦娥五号地面应用系统有效载荷管理应用软件（OMSP）开发项目，开发过程中；
