К тому моменту совершенствующиеся разведывательные аппараты программы "CORONA" несли намного больше пленки, а получаемые фотографии были лучшего качества. "CORONA", которая считалась временной, надолго обрела статус постоянной. Первые модели новых спутников, продолживших линейку "Discoverer", получили названия "КН-1", "КН-2", "КН-3" и "КН-4" (от "KEYHOLE" — "замочная скважина") в зависимости от формата используемой пленки. Каждый снимок спутников "CORONA" занимал 70 мм в ширину и 1 м в длину, покрывая площадь 19,6 х 267 км. Сначала самые малые объекты, которые можно было обнаружить на фотоснимках, достигали размера 10 м, но к 1963 году показатель был улучшен до 4 м, а к 1968 году — до 2 м.
Впрочем, невзирая на улучшения, "CORONA" оставалась поисковой системой, то есть ее применяли лишь для обнаружения и идентификации объектов, а для получения их технических характеристик требовалась дополнительная информация. Проблему был призван решить аппарат проекта "GAMBIT", который нёс мощный телескоп, использующий зеркало для фокусирования изображения на небольшую полоску пленки. При этом другое зеркало смотрело вбок и отражало в камеру земную поверхность. По мере того как спутник двигался над Землей, изображение двигалось сквозь камеру. Пленка же протягивалась мимо небольшой щели стой же самой скоростью, с какой двигалось изображение. Такая стрип-камера ("strip camera") давала фотографии очень высокого качества, которые можно было использовать уже и для получения технических данных найденных объектов. Первые снимки спутников "GAMBIT" показывали объекты размером 1,1 м, а еще через несколько лет удавалось получать фотографии, выявляющие объекты диметром 0,6 м. Зеркало, отражающее изображение, могло также слегка двигаться, чтобы изменить угол обзора и получить стереоснимки, а сам спутник можно было наклонить, чтобы навести на цели, которые находятся в стороне от движения.
Программу "GAMBIT" возглавляли полковники Квентин Рип и Билл Кинг — наиболее опытные руководители космических проектов ВВС. Камеру производила компания "Кодак", а сам космический аппарат — "Дженерал электрик". Спутник запускался ракетой "Atlas", которая использовала ту же самую ракетную ступень "Agena", что и "CORONA". Первый "GAMBIT", известный как модель "КН-7", успешно стартовал 12 июля 1963 года. Затем последовала серия испытаний с целью совершенствования нового разведывательного аппарата. Понятно, что за более высокое разрешение приходится платить: камера "КН-7" могла фотографировать лишь небольшие области Земли. Посему был принят следующий порядок: "CORONA" выявляла интересные объекты, и "GAMBIT" снимал самые важные из них — например, шахты межконтинентальных баллистических ракет.
К середине 1960-х годов США запускали в среднем по одному спутнику "CORONA" и одному спутнику "GAMBIT" в месяц. Каждый аппарат работал примерно четверо суток, прежде чем отстрелить возвращаемую капсулу, в которой пленки доставлялись на Землю. К тому моменту в программе "CORONA" появилась модель "КН-4А" со вторым возвращаемым модулем, что удвоило возможности. Последнее изделие программы "CORONA" было известно как "КН-4В", и до 1972 года включительно запустили 17 таких спутников, после чего они были окончательно списаны.
Совершенствовались и разработки проекта "GAMBIT". К 1967 году аппараты "КН-7" заменила модель "КН-8". Спутник имел две возвращаемые капсулы и более мощную камеру, которая могла фотографировать объекты размером даже с детский мяч (от 6 до 9 см)! Спутники проекта "GAMBIT" продолжали летать до середины 1980-х и получали снимки земной поверхности высочайшего качества, которое не смог превзойти ни один из когда-либо летавших небесных фоторазведчиков.
В 1963 году, после того как новым начальником Научно-технического директората ЦРУ стал Альберт Уилон, это управление инициировало несколько независимых программ спутниковой разведки. Одна из них первоначально была названа "FULCRUM" ("ФУЛКРУМ"), а позднее ее переименовали в "КН-9" или "HEXAGON" ("ГЕКСАГОН" — "шестиугольник"). Аппарат "КН-9" был массивным, размером с автобус, оснащался двумя мощными камерами, а также четырьмя или пятью возвращаемыми аппаратами и требовал для запуска на орбиту мощной ракеты-носителя "Titan III". Несмотря на техническую сложность, "КН-9" достиг успеха уже в самом первом полете в июле 1971 года. При этом он делал фотографии огромных площадей и с разрешением около 0,2 м. До середины 1980-х годов было запущено двадцать спутников "HEXAGON". Каждый из них, в отличие от "CORONA" и "GAMBIT" с их коротким временем жизни, оставался на орбите несколько месяцев, а в конечном итоге срок работы моделей достиг 275 суток.