随着我国对月球探索的脚步越来越快，研究两个航天器在月球轨道的交会对接已凸显的日益重要，它是我国探月工程后续过程必须要解决的关键技术，大体来说，交会对接由远及近包括交会和对接两个过程，它是实现两个探月航天器在轨组装、物资补给、维护等高级操作的前提条件。从测量的角度来讲，交会对接过程其实是追踪航天器不断调整自己和目标航天器之间的距离、相对速度、角度的过程，在相对距离比较远时通常采用微波雷达测量体制，在距离比较近的对接阶段通常采用光学敏感器。本文侧重研究的是两个航天器交会对接过程中中远程段微波雷达的测速测角算法，并在分析其误差来源的基础上着重研究了相噪对测速精度的影响以及多径效应对测角精度的影响，本文从月球轨道的特性出发，对测速测角的相关命题进行专门的研究，以点着面，最终形成适应于轨道特性的测速测角体制。本文的组织结构如下：首先分析了交会对接测量体制的背景以及国内外研究现状，并在分析月球轨道相对地面轨道的特性上给出了本文的研究内容；接着介绍交会对接的基础测量理论，包括双向异步非相干测距测速、多基线测角方法及交会对接中测速测角的误差来源；基于月球轨道的特点和相关测量理论，在本文第三章中着重分析了相噪对双向异步测速精度的影响，推导了理论分析结果并给出了仿真实验模型；论文的最后两个部分研究了多基线测角相关命题，包括相位测角中的解模糊以及多径效应对方位角、俯仰角测量精度的影响。本文对构建月球轨道交会对接中远程段的测量系统有一定的指导意义和实用价值，体现在针对月球轨道的特性，给出了相噪对双向非相干测速影响以及多径效应对角度测量影响的详细结果及分析，从而给消除这种影响、提高测速测角精度的进一步研究夯实了基础；在多基线测角解模糊中，本文提出了一种基于均值滤波的双频解模糊方法，作为本文的创新点之一，设计了在实际测角系统应用中解模糊算法，从仿真结果可以看出它在较高的相位测量误差和较长的测角基线中仍然有较好的解模糊性能，能很好的应用于月球轨道交会对接微波测角模块。