2004年，中國正式開展月球探測工程，并命名為“探月工程”，也稱“嫦娥工程”，分為繞、落、回三期。北京華云星地通科技有限公司，從2003年開始持續承擔嫦娥工程地面應用系統建設任務，其標志性的成果包括：
探月工程一期嫦娥一號地面應用系統建設
2005年，作為國內衛星地面應系統工程建設最具實力和實踐經驗的公司應邀參與了探月工程一期地面應用系統兩個項目的招投標，并兩投兩中。承制研發的探月工程嫦娥一號衛星地面應用系統運行管理分系統（OMS）應用軟件和數據管理分系統（DMS）應用軟件兩個項目的建設，并負責地面應用系統總部系統的應用集成工作。
探月工程二期嫦娥二號地面應用系統建設
2009年，北京華云星地通科技有限公司參加了探月工程二期嫦娥二號衛星地面應用系統的研制工作，在嫦娥一號的基礎上，對OMS、DMS分系統進行適應性改造與新增功能開發，具體包括：
運行管理分系統（OMSA），增加了衛星有效載荷運行狀態監視功能、計劃生成及衛星有效載荷管理功能、GSDSA的業務運行調度功能、提供仿真測試環境功能和應用集成、系統聯調與在軌測試功能。
數據管理分系統（DMSA），增加了全系統業務數據存儲、管理與服務功能，全系統業務信息與產品發布功能，在線幫助及在線技術手冊服務功能，分系統業務運行管理等功能。
探月工程二期嫦娥三號地面應用系統建設
嫦娥三號實現了中國探月工程第二階段的目標，即落月。因此地面應用系統增加了遙科學探測分系統。“遙科學探測分系統（TES）”是利用計算機時間與空間信息技術和仿真及虛擬現實技術，為月球科學家和工程技術人員，提供虛擬現實遙操作人機交互界面，操控巡視探測器上所搭載的有效載荷，實現對月表特定地點進行現場探測任務的仿真訓練、仿真規劃和執行監控的能力。
在嫦娥三號地面應用系統的建設中，北京華云星地通科技有限公司繼續承擔運行管理分系統研制任務，同時承擔了新且難度最大的遙科學分系統的研制任務。與以往的技術模式相比較，遙科學探測分系統利用多種可視化展示手段對著陸器和巡視器的科學探測過程進行監視，并利用可視化的人機交互方式輔助科研人員選取探測區和探測點。
探月工程三期嫦娥五號地面應用系統建設
目前探月工程已進入三期，主要目標是實現無人自動采樣返回。2015年，北京華云星地通科技有限公司承接了探月工程三期嫦娥五號地面應用系統有效載荷應用軟件（OMSP）和運行管理應用軟件（OMSO）的研制工作。
OMSP主要任務是完成月表采樣點三維場景數據重構，創建著陸器采樣現場的三維場景，以監視或模擬著陸器的采樣過程和著陸器上搭載的全景相機、月壤結構探測儀、月球礦物光譜分析儀等有效載荷和運動機構的探測過程。并完成有效載荷探測效果分析，采樣對象選擇等任務，為有效載荷就位探測和月表采樣背景信息獲取提供支撐。
OMSO分為客戶端和服務器端兩部分。其中客戶端軟件完成為GRAS系統集中統一的人機監控界面提供運行管理方面的人機交互接口和手工操作功能；服務器端軟件實現根據所要完成的任務和所采用的系統體系結構，并充分考慮OMSO的完整性、可靠性、易開發性、易維護性，將其分成業務運行管理服務功能和仿真測試功能域，并將同時為OMSO和OMSP的客戶端軟件提供統一的客戶接入服務器端的接口。
公司承擔的嫦娥工程項目
●探月工程一期嫦娥一號地面應用系統運行管理分系統（OMS）應用軟件，完成于2008年9月；
●探月工程一期嫦娥一號地面應用系統數據管理分系統（DMS）應用軟件，完成于2008年9月；
●探月工程二期嫦娥二號地面應用系統運行管理分系統（OMS）應用軟件，完成于2011年2月；
●探月工程二期嫦娥二號地面應用系統數據管理分系統（DMS）應用軟件，完成于2011年2月；
●探月工程二期嫦娥三號地面應用系統運行管理分系統（OMS）應用軟件，完成于2014年2月；
●探月工程二期嫦娥三號地面應用系統數據遙科學探測分系統（TES）應用軟件，完成于2014年2月；
●探月工程三期嫦娥五號地面應用系統運行管理應用軟件（OMSO）開發項目，開發過程中；
●探月工程三期嫦娥五號地面應用系統有效載荷管理應用軟件（OMSP）開發項目，開發過程中；
