天基探测相较于陆、海、空基探测，具有覆盖范围广、速度快、效率高、不受国界和地理限制等优点。为了能在全天候条件下监测海面气候特性、有效鉴别敌舰、探测水下潜航中的核潜艇、跟踪低空飞行的巡航导弹、为本国舰船提供超视距目标指示，美国在20世纪60年代就启动了“海*海洋监视系统”(NavalOceanSurveillanceSatellites，NOSS)计划，先后在km高度圆形轨道部署了三代“白云”(WhiteCloud)系列海洋侦察监视卫星。这些卫星在海湾战争、科索沃战争、伊拉克战争和叙利亚战争期间，为美*提供了大量侦察监视*事情报。
一、起源
在NOSS计划的支持下，年，美国海*研究实验室(NavalResearchLaboratory)提出并发展了“波比”(Poppy)电子信号情报(ElectronicIntelligence，ELINT)卫星，目的是为了收集当时苏联的海上导弹防御系统雷达信号，最后交由美国国家侦察局(NationalReconnaissanceOffice，NRO)运营。“波比”ELINT卫星在～年的运营期间，升空了三种规格型号，分别为第一代“20英寸系列”(20inSeries)、第二代“24英寸系列”(24inSeries)和第三代“多功能系列”(MultifacetedSeries)，共计24颗卫星，平均在轨工作时间为34个月，轨道高度约km±5%，单个卫星质量不超过kg。
“多功能系列”卫星拦截地面或海上舰船的雷达信号
“波比”卫星每三颗卫星组成星座，并都安装了重力梯度稳定实验(GravityGradientStabilisationExperiment，GGSE)平台，保持ELINT收集系统的定向天线对准地平线、使太阳能电池板始终指向太阳。三星星座可以监测更大频段范围的反弹道导弹雷达(Anti-ballisticMissileRadars)信号，并将拦截信号直接发送回建立在美国盟国的地面接收站。部分“波比”卫星还安装了星载氨蒸汽微型推进器系统以保持轨道高度、星座之间的正常距离。
“波比”卫星拦截监视海上舰船雷达信号的能力吸引了美国海*的注意。美国海*为了第一时间获得卫星拦截的舰船雷达信号，因此在～年期间对地面基站进行了升级，并安装了“Poppy自动处理系统”(POPPYAutomatedProcessingSystem，PAPS)。“波比”卫星的主波束拦截能力非常强大，可以确定任何地面、海面雷达的功率和扫描特性，也成为了上世纪七十年代美国功能最强大的天基侦察卫星。
在“波比”卫星技术基础上，NOSS计划迅速展开了专门用于监视海洋舰船雷达信号的卫星系统——第一代“白云”(WhiteCloud)ELINT海洋监视卫星系统。
二、诞生
第一代“白云”海洋监视卫星系统(NOSS-1)又名“命运三女神”(Parcae)。这个名字准确的描述了NOSS-1系统的特点和工作原理，在希腊神话中，“命运三女神”就是指天神宙斯和女神忒弥达(Themida)的三个女儿，类比于NOSS-1的三颗子卫星(SubsatelliteUnit，SSU)。
三颗SSU与主卫星共同组成NOSS-1星座，在空间成直角三角形排列，利用多点定位的原理，通过测量卫星接收信号的时间差来计算卫星与信号源的距离，最终定位目标。
“命运三女神”SSU概念图
在～年期间，美国利用“宇宙神”(Atlas)运载火箭从美国范登堡空*基地共发射了9组，共27颗SSU，3颗SSU的地面覆盖半径为km。此期间可分为NOSS-1试验型和NOSS-1改进型两个阶段。
～年，美国国防部主导发射了NOSS-1试验型ELINT卫星系统，分别于年4月、年12月和年3月发射，共3组卫星，被送入km高度、63.5°倾角的轨道，三颗SSU合计重kg，轨道运行寿命约3～5年，彼此间隔50～km。每颗SSU都有10～15m长的重力梯度定向吊杆，确保安装信号拦截天线的卫星主体一侧始终朝向地球。SSU卫星的侦察地面精度取决于：卫星自身坐标，地面对轨道进行精确测量和预报;各SSU之间时间同步，为了实现各星同步截获雷达波，SSU卫星间采用毫米波通信，并采取措施抑止空天电磁波干扰。计算表面，如果要计算出一组可靠海面舰船移动的速度数据，那么3颗SSU之间的位置精度必须保持在2～3km以内，每颗SSU使用星载微小推力装置保持相对位置。
～年期间，NOSS-1改进型的五组卫星分别于年2月、年6月、年2、年2月和年5月由“宇宙神-H”火箭发射至km高度、63.4°倾角的轨道。与NOSS-1试验型相比，NOSS-1改进型的星上稳定与数据转发系统比以前更加完善。
在完全部署的情况下，NOSS-1应有4组SSU星座在轨工作，每组SSU星座轨道于赤道的交点在60°～°之间。此外，美国还建立了一组地面站用于接收和处理信号，分布于美国马里兰州、缅因州、英国苏格兰岛、关岛、迭戈·加西亚岛(DiegoGarcia，位于印度洋，建有美*基地)以及埃达克岛(Adak，位于太平洋)等地。
“命运三女神”SSU形状与结构
三、发展
(一)SBWASS-Navy年，美国提出了“天基广域监视系统”(Space-BasedWideAreaSurveillanceSystem，SBWASS)计划，美国海*在计划中开发出一套“海*天基广域监视系统”(SBWASS-Navy)来升级替换NOSS-1。SBWASS-Navy维持了第NOSS-1的一主三副的卫星系统结构，区别在于主卫星装载有高分辨率光学成像和雷达成像设备，具备全天时全天候的侦察能力。其中的主卫星就是美国“锁眼”(Keyhole)系列和“长曲棍球”(Lacrosse)卫星，“锁眼”主星是光学照相侦察卫星，采用大型CCD多光谱线阵器件、凝视成像技术和镜面曲率计算机控制技术;“长曲棍球”是雷达成像照相侦察卫星，装备了合成孔径雷达，最高分辨率可达0.3米。“锁眼”光学照相侦察卫星SBWASS-Navy的三颗子卫星(SSU)被称为“游侠”(Ranger)，与主星组成星座，每颗SSU装载高灵敏度红外相机，主要侦察对象是对方的水面舰和潜艇，还可以对飞机进行侦察。不同于NOSS-1系统中的“命运三女神”SSU，SBWASS-Navy系统“游侠”SSU的拦截频率由原4GHz扩大至10GHz，星间距离缩短到30～km，星间采用了激光通信(Lasor