Благодаря выбранным параметрам ИСЗ не «зависает» неподвижно относительно Земли, а двигается по сложной эллиптической траектории, успевая в течение суток «просматривать» обширные районы и измерять направление на радиоисточники с различных точек орбиты.

Квазистационарные орбиты при решении задач разведки обладают рядом несомненных преимуществ: увеличенная зона контроля, возможность ведения многопозиционной пеленгации радиопередатчиков и расширение их электромагнитной доступности.

В 1968—69 годах на квазистационарные орбиты были выведены 2 первых экспериментальных спутника РЭР типа «Spook Bird» (другое название «Canyon»), которые использовались для слежения за группировкой советских войск на Дальнем Востоке в период обострения советско-китайских отношений в конце 1960-х годов.

Спецслужбы США с помощью этих ИСЗ, например, перехватывали сообщения в радиосетях управления полетами советских бомбардировщиков, экипажи которых в тот период проходили интенсивную боевую подготовку. В начале 1970-х годов спутники РЭР использовались также для ведения разведки в ходе локальных конфликтов во Вьетнаме, а также между Индией и Пакистаном.

Видимо, полученные первыми спутниками РЭР результаты превзошли все ожидания, так как последующие запуски серийных образцов осуществлялись практически ежегодно до 1978 года. Серийные спутники РЭР первого поколения известны под названием «Rhyolite». Их разработка в интересах ЦРУ и УНБ велась фирмой «TRW» с середины 1960-х годов.

Основные усилия американских специалистов при создании этих ИСЗ были сосредоточены на увеличении размеров бортовых антенн и соответственно коэффициента усиления. Благодаря применению новейших по тем временам технологий производства легких крупногабаритных конструкций удалось увеличить размер антенн ИСЗ «Rhyolite» до 15–20 метров.

К середине 1970-х годов на орбите была развернута первая космическая система РЭР на базе спутников типа «Rhyolite». Исходя из интенсивности запусков и среднего расчетного срока работы ИСЗ тех лет в состав системы входило 3–5 ИСЗ, 1–2 из которых обычно размещались на орбите в зоне Индийского океана и 2–3 — над Африкой и Атлантическим океаном.

Одной из основных целей ИСЗ «Rhyolite» был перехват советских и китайских данных, передаваемых путём радиорелейной связи. В 1960—70 годах, большая часть междугородних телефонных данных в США и Восточной Европе передавались через радиорелейную сеть, которая состояла из спутниковой антенны на вышке, которая передавала узкий пучок микроволн на принимающую антенну в соседнем городе.

Немало микроволн не доходят до принимающей антенны из-за кривизны земного шара и попадают в космос. Размещая спутник в геосинхронной позиции, где он мог перехватывать эти волны, правительству США удавалось прослушивать советские телефонные звонки во времена «холодной войны».

Программа была совершенно секретной, и начало миссии ИСЗ «Rhyolite» в 1970 году было первым космическим пуском с мыса Канаверал за 7 лет, на который не были приглашены репортеры. Это были одни из последних пусков ракет-носителей «Atlas-Agena», а также последнее применение посадочного комплекса «LC-13» на базе ВВС США.

Спутники имели массу около 700 килограмм и работали на ближней геостационарной орбите над Ближним Востоком. Связь устанавливалась с наземной станцией «NАSА» в Западной Австралии вне зоны советского обнаружения. Полученные данные шифровались и оттуда отправлялись через другой ИСЗ в штаб-квартиру АНБ для анализа.

Считается, что 4 спутника «Rhyolite» (позже «Aquacade») были запущены с мыса Канаверал в промежутке с июня 1970 года по апрель 1978 года на ракетах-носителях «Atlas-Agena D», каждая из которых носила отличительные кожухи удлиненной полезной нагрузки (предположительно для размещения большой параболической антенны спутника).

Наземный компонент системы космической радиоразведки составляли 3 крупных комплекса управления, приема и обработки данных, расположенных в «Pine Gap» (Алис-Спрингс, Австралия), «Harrogate» (Менвит Хилл, Великобритания) и «Fort Meade» (штаб-квартира АНБ, штат Мэриленд). Комплексы связаны между собой спутниковыми линиями засекреченной связи, однако наиболее важные материалы радиоперехвата регулярно доставляются в США из Австралии военно-транспортными самолетами.

Крупнейшим комплексом системы является «Pine Gap», строительство которого было завершено в 1968 году, к моменту запуска первого ИСЗ «Spook Bird», размещенного на орбите в зоне Индийского океана. В настоящее время на его территории установлены 8 антенных систем под радиопрозрачными куполами диаметром от 2 до 33 м.

Основные задачи обработки информации решают специалисты ЦРУ, а австралийский персонал используется, в основном, на вспомогательных работах и не имеет доступа ко всем данным радиоперехвата. В технических зданиях размещена аппаратура для управления работой бортовых систем ИСЗ и первичной обработки данных перехвата с помощью компьютеров фирм «IBM» и «DEC».

Разведывательные ИСЗ США во время пролета над СССР регулярно получают информацию со специальных радиоэлектронных средств (далее — РЭС), установленных в интересующих ЦРУ районах. Так, в 1975 году сотрудники американской посольской резидентуры ЦРУ Веттерби и Корбин конспиративно установили в Можайском районе Московской области 2 таких РЭС для перехвата излучений, находившихся в этом районе оборонных объектов. Эти устройства РТР в форме шара диаметром 19 см и весом 5 кг были хитроумно замаскированы под «пеньки» деревьев.

Более детальная обработка данных ведется в центрах АНБ и ЦРУ на территории США. Например, дешифровка сообщений осуществляется в «Fort Meade» с помощью суперкомпьютеров «Cray», имеющих быстродействие несколько миллиардов операций в секунду.

Впервые система РЭР была использована для обеспечения боевых действий, возможно, уже в ходе арабо-израильской войны 1974 года для решения задач контроля за работой РЭС систем ПВО, штабов и командных пунктов армий арабских стран, а также перехвата сообщений по радиосвязи, в том числе переговоров арабских летчиков в воздухе.

По мере прогресса в области создания крупногабаритных космических конструкций из композиционных материалов в 1970-х годах в США приступили к проектированию нового спутника РЭР типа «Chalet». Первый такой спутник массой около 1,2 тонны был запущен в 1978 году ракетой-носителем «Titan-3С».

Основное назначение этих ИСЗ — перехват переговоров по радиолиниям связи УКВ диапазона, использующим антенны, ориентированные в направлении стационарной орбиты, или антенны с широкими диаграммами направленности. Существовавшая в США технология позволяла размещать на борту ИСЗ раскрываемые параболические антенны размером 30–45 м, а антенны других типов (например, штыревые или директорные) могли достигать еще больших размеров.

В 1978—81 годах были запущены 3 спутника типа «Chalet». Благодаря удачному «легендированию» и строгому соблюдению мер секретности при запусках некоторые зарубежные эксперты до сих пор отождествляют эти ИСЗ со спутниками обнаружения пусков ракет «IMEUS», служившими «прикрытием» для «Chalet».

В 1984 году начались запуски более совершенных спутников этого же типа, получивших название «Vortex». Основное их отличие заключалось в более современной бортовой аппаратуре с целью расширения полосы перехватываемых радиочастот в сторону сантиметрового диапазона. Всего ракетами-носителями «Titan-34В» было выведено в космос 3 таких ИСЗ, однако из-за неисправности разгонной ступени один из них на рабочую орбиту не вышел.