上世纪70年代，美国开始GPS卫星导航系统的研制。察觉到中国在这一领域的落后，1984年，张履谦和国内专家一同提出在中国建设双星定位系统(即北斗一号卫星导航系统)的建议。该建议得到了中央批准，揭开了中国建设北斗卫星导航系统的序幕。

　　“当时我们对于双星定位系统有两点建议：一是要有自己的北斗芯片，二是要有北斗卫星导航系统产业链。如今中国北斗正朝着这个方向发展。”张履谦说。

　　作为中国第一代卫星导航系统的策划者之一，张履谦还参与了中国第二代北斗导航卫星的研制方案设计和技术攻关，指导卫星系统和地面系统的建设。

　　1985年，张履谦被调往航天工业部科学技术委员会，从事空间技术领域工作。他谋划多种卫星研制，参与载人航天、空间站、探月等工程研制，提出测控系统建设方案建议，谋划中国空间技术持续发展。

　　为发展中国卫星通信，张履谦率团赴意大利拟定中意“天狼星”卫星通信试验方案，实现欧亚卫星通信试验。他积极推动中国通信广播卫星频率早日扩展至Ka频段，提出攻克星上交换、多波束转换、宽带接入等关键技术攻关建议。

　　期间，张履谦还多次出访美、英、法、意、荷、日等国，参加国际空间学术会议和军事电子学会议，吸取国外先进经验，为发展中国航天技术、促进国际合作建言献策。

　　近年来，已年逾九旬的张履谦正着力思考中国航天的下一步该怎么走？

　　“发射空间站、登陆月球后，我觉得下一步应该建立月球基地。”张履谦认为，中国航天应稳步前进，在深入开发月球、完成技术积累后，再去开发火星。在他看来，登陆火星和登陆月球的技术有相似之处，能登陆月球，后续技术成熟了也一样可以登陆火星。

　　一如多年来不余遗力地培养扶持技术人才成长，93岁的张履谦在日常生活中也在用自己别样的方式去帮忙年轻人。从2016年2月14日开始，张履谦每天都会在微信朋友圈转发一篇自己认为有价值的资讯，并摘取总结文章中有价值的观点，以便朋友们查看。