2020 年 7 月 23 日我国首次火星探测任务天问一号探测器发射，VLBI 测轨分系统参与对天问一号的测定 轨工作，天马望远镜是主力测站。2020 年 7 月 23 日至 8 月 6 日为发射后的重要弧段，VLBI 测轨分系统每日 观测。2020 年 8 月 7 日至 2021 年 1 月 31 日为巡航弧段，VLBI 测轨分系统大约每 2~3 日观测一次。在天问一 号探测器发射至今的这半年多时间里，天问一号共历经 3 次轨道中途修正以及 1 次深空机动。 天问一号在 2021 年 2 月 10 日到达火星，完成近火捕获，实现绕火星飞行。因此，2021 年 2 月 1 日~28 日为测控的重要弧段，VLBI 测轨分系统每天观测，圆满支持了天问一号探测器完成第 4 次轨道中途修正、3 次近火捕获和 1 次远火机动等动作（时间分别为 2021 年 2 月 5 日、10 日、15 日、20 日和 24 日）。2 月 25 日以后，天问一号进入停泊轨道，VLBI 分系统每天或 2 天观测 1 次，为天问一号高分辨率火星地表成像提供 精密轨道。 截止到 3 月 31 日，VLBI 分系统共进行了 146 次观测，VLBI 时延测量精度为 0.1 ns，比工程要求高了一个量级，达到世界先进水平。在任务实施过程中，加入 VLBI 数据后，在地火转移段和近火捕获段，天问一 号测定轨精度由数十 km 提高至 2 km，在环火段的测定轨精度由 10 km 提高至 1 km，比技术指标要求提高一个量级。