月球作为距离地球最近的天然卫星，它不但蕴藏着丰富的资源，还是理想的试验基地，所以21世纪初世界主要航天国家和组织纷纷以月球探测作为深空探测的重点。我国于2004年也正式启动了我国的月球探测工程——“嫦娥”工程，计划在2007年以前发射第一颗绕月卫星“嫦娥”一号。 月球大地测量是月球探测的主要任务之一，本文主要对月面大地控制网的建立理论以及月球投影的理论和方法进行研究。首先对目前建立月面控制网的三种方法和美国的月面控制网的进展进行了总结分析，编写了控制点查询系统软件；对已知月面控制点对提高月面控制网的绝对精度的作用进行了模拟计算和分析；对有望解决远月面控制网布设难题的日本SELENE计划中的卫星跟踪技术进行了介绍。 本文推导了基于月球参考球的各种投影公式，主要包括方位投影、圆柱投影和圆锥投影；编制了月球地图投影计算软件；对多种月球的投影变形进行了详细的计算，总结分析了各种月球投影的变形规律；结合月球探测的需要，给出了月球投影方案的建议：对于局部的面积较小的投影区域（特别是两极地区），建议使用等角方位投影或外心透视方位投影；如果绘制月面全图，在两极10°范围内采用等角方位投影或外心透视方位投影，其余区域可以采用等角横切圆柱投影和等角正割圆锥投影，并且要进行分带处理。