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一、地月轉移軌道發射技術
嫦娥二號升空後直接進入地月轉移軌道，將中國衛星奔月的時間從將近14天提升到5天
二、環月飛行軌道控制技術
嫦娥二號衛星經過約112小時的奔月飛行後，抵達距月球100km的近月點，並擇機實施三次近月制動，從而進入高度100km、傾角90°的環月工作軌道。相比嫦娥一號在200km處的近月捕獲，嫦娥二號實施近月捕獲時飛行速度更快、軌道更低、制動量更大，同時月球不均勻重力場對衛星軌道的攝動影響也相應增大，大大提高對衛星制動控制精度的要求
三、深空測控通信技術
在嫦娥二號任務實施過程中，將首次試驗低密度校驗碼（LDPC）遙測信道編碼技術，以提高星地通信能力；首次試驗X頻段測控體制和校差差分單向測距等技術，以提高衛星測定軌精度；首次開展紫外敏感器自主導航、高速數據傳輸等試驗、為後續探月及深空探測任務積累重要的技術基礎
四、高分辨率立體相機研製
新研製的TDI-CCD相機，能夠將圖像分辨率從嫦娥一號的120米提高到10米左右，在15公里軌道處能達到1.5米。TDI-CCD相機採用多條線陣CCD對同一目標多次曝光的原理，以滿足分辨率提高對相機曝光控制要求，是中國相關載荷研製技術的一個重要突破
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