1978年研究生學習期間，獨立提出利用射電強源Cyg A校準密云米波綜合孔徑望遠鏡的方法，成功應用于觀測。完成了電離層改正模型及望遠鏡陣列的成像。
1984年開始使用國際甚長基線網（VLBI）對活動星系核進行系統觀測研究。主持完成歐洲和全球網十余次觀測。首次在國際上應用VLBI“快照”模式，取得了豐富天體物理成果；糾正了類星體3C119 的前期觀測結論，證認了多個類星體及射電星系的中央發動機；得到CSS樣本中所有雙源皆為射電星系的結論，提出用星系相互作用或合并來解釋樣本形態，排除視超光速現象主導的可能性；類星體3C119的VLBI混合成圖，達到當時國際最高動態范圍水平。提出了一套針對殘缺UV覆蓋的處理方法，為歐洲和日本研究人員廣泛采用。建立北京天文臺VLBI相關后圖像處理中心，使在80年代國內進行VLBI數據分析成為可能。
創新VLBI偏振觀測技術方法。所提出的3C119偏振課題在美國甚長基線陣（VLBA）開光后立即被接受，獲得該源毫角秒空間尺度的偏振和磁場精細結構，揭示了濃密介質限制噴流形成大尺度的機制。VLBI領域多年的突出成果得到同行贊譽，擔任日美空間計劃VSOP在軌檢測IOC組長。
從FAST項目開始至今，一直任首席科學家，通過國內外同行間的合作，與時俱進地提出并完善科學目標。主持編寫了FAST立項建議書，確定了中性氫、脈沖星、分子譜線、VLBI和地外智慧文明搜尋等5大科學內容。FAST具有高靈敏度和大天區覆蓋，有利于發現更多罕見品種的脈沖星。中性氫與脈沖星巡視被國際天文界評審為FAST兩個最高優先級科學目標。
2012年，FAST 973項目正式啟動，作為資深咨詢專家，指導FAST 973項目的立項及組織實施。確立了FAST實現世界首個漂移掃描多科學目標同時巡天的原創科學策略。提出調試階段全波段監測蟹狀星云脈沖星的優先觀測計劃。建議了用于望遠鏡調整期及早期試觀測的單波束和多波束接收機，前者已投入試觀測。
