海上测控不同于陆地测控，海上测控受气象水文等影响较大，需要航海动力、通信、测控等多个部门的通力合作才能对卫星进行精确测控，中间哪一个环节出了纰漏，后果将不堪设想。同时，3艘船在海上的协同合作也十分重要。在等待卫星发射期间，3艘远望号测量船进行了多次任务联调演练，保障人员、设备处于最佳状态。以记者跟随的远望六号船为例，为确保任务万无一失，嫦娥二号任务的联调演练已经进行了上百次。
六号船在本次嫦娥任务中将主要负责卫星入轨段及地月转移轨道段的海上测控。其中，卫星太阳翼展开、定向天线展开以及卫星测控模式转换等一系列动作的控制与监视将是六号船的关键任务。9月28日上午，六号船又进行了卫星发射期间任务海域的天气气象会商。根据气象会商结果，卫星发射时六号船所在的任务海域将是多云间晴的天气，东南风5—6级，涌浪2.0—2.5米，能见度在10—15千米。这样的气象条件对于海上测控来说是比较有利的。
三号、五号、六号船进行了设备线路的故障排查和升级改造。对于即将执行嫦娥任务的科技人员，中国卫星海上测控部也进行了有针对性的培训，其中一个特点就是使科技人员具备一人多能的本领，一个人能够胜任多个不同的工作岗位。这次派出的3艘测量船也是实力最强、设备最先进的3艘船。
由于各个测控海域离祖国大陆的距离不同，3艘测量船自7月下旬先后驶离长江港口。为顺利到达预定海域，3艘船在航程中均经历了太平洋上的大风、大浪、大涌，有的预定海域还是之前远望船队从未到达过的。这些海域海况复杂，均有可能出现风速9级以上、涌浪高4米以上的危害性海况，同时在航行震动、海面温湿度、盐分腐蚀、设备使用年限等因素影响下，船载设备易发生故障，各种意想不到的情况随时有可能发生。为此，整个远望船队设计了包括航海、测控、通信、调度、气象、船舶动力、航行、水电空调等各方面的应急预案。
远望六号船就先后制订了80多项应急预案保障测量船与北京指挥中心的通信流畅，40余项用于保障测控稳定有效，40余项用来保障航海气象系统提供及时、准点、准确的航行测量数据，30余项确保供电、空调、设备用水的安全，130余项用于保障船舶动力。所有这些措施都是为了确保嫦娥二号海上测控任务的万无一失。
为迎接即将到来的嫦娥二号发射，西昌卫星发射中心进行了百余项技术改进，进一步提高了发射场的可靠性和整体发射能力。
在成功发射中国首颗探月卫星嫦娥一号后，发射场系统对相关设备设施进行了改造，包括更新测量雷达、更新遥测系统、改造光学仪器、优化加注系统等在内的技术改进达上百项。
$嫦娥二号的突破
2010年10月1日18时59分57秒345毫秒，长征火箭在西昌卫星发射中心点火。19时整，嫦娥二号成功发射。在飞行后的29分53秒时，星箭分离，卫星进入轨道。19时56分，太阳能帆板成功展开，嫦娥二号飞入指定轨道。
嫦娥二号作为嫦娥三号的先导星，在工程上的主要任务是试验验证与月面软着陆相关的部分关键技术和新设备，试验新的奔月轨道，降低探月工程二期的技术风险。嫦娥二号在科学上的首要任务是对月面着陆区进行详查，精细地测绘着陆区的地形地貌。为此，嫦娥二号相对嫦娥一号做了多方面改进和提高，主要包括：
第一，嫦娥二号与嫦娥一号的轨道设计不同。嫦娥一号发射后，先是环绕地球飞行了7天，经过4次变轨才进入奔月轨道。从发射到进入环月轨道总共历时大约13天14小时19分，行程206万千米。这次发射的嫦娥二号将新开辟地月之间的“直航航线”，即直接发射至地月转移轨道，待几次中途修正和近月制动后，即进入绕月轨道，这将使嫦娥二号的地月飞行时间缩短至120小时。
第二，嫦娥二号卫星将在距月球表面约100千米高度的极轨轨道上绕月运行，较嫦娥一号距月表200千米的轨道要低一半。设定100千米工作轨道有三个原因：要继续观测月球，卫星距离月球表面就不能过近或者过远；月球本身存在“摄动”，也就是暂时偏离原轨道，卫星不小心就会撞到月球，我们要验证一下地面测控技术；在嫦娥三号着陆之前，要仔细观察月球表面，尤其是着陆区。
第三，嫦娥二号直飞月球的方式对运载火箭的入轨精度和入轨速度提出了更高要求。一方面推力增加，执行此次任务的长征三号丙火箭，较之前护送嫦娥一号上天的长征三号甲火箭增加了两个助推器，使嫦娥二号卫星直接进入200千米×380000千米的地月转移轨道。
第四，为获得着陆区的精细地形数据，嫦娥二号激光高度计的激光脉冲发射频率增至原来5倍——从嫦娥一号每秒发射1个激光脉冲提高为每秒发射5个，使留下的“激光足印”间距更小，激光测距精度也可达5米，从而获得月球上几个重点区域的高密度高程测量数据。