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2010年9月21日，国家情报总监詹姆斯·克拉珀二世（James R.Clapper Jr.）与国防部长罗伯特·盖茨签署一份关于国家侦察局的合作备忘录，明确详细说明，国家侦察局负责“研究和开发、获取、实施空中系统行动和相关数据的处理，以搜集情报”。合作协议还确切说明，国家侦察局长承担三个明确的职责：管理和运作国家侦察局各项任务、担任国防部长和国家情报总监的空中侦察首席顾问，以及共同分担“领导和管理国家安全航天部门”的责任。这份协议还确定，国家侦察局长必须建立并主持“空中侦察顾问小组”（Overhead Reconnaissance Advisory Group），担任国家侦察局长的空中侦察首席顾问。
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2011年6月发布的一份更为详尽的国防部长令，被视为国家侦察局目前的行动章程。这份部长令重申协议中的任务使命，除其他主题外，还继续探讨组织机构管理、行动相关的责任与作用（包括为军方、情报界、安全和反情报部门提供支持）、成立空中侦察顾问小组和情报获取。该项命令中关键一条是对“空中侦察”的定义。这个术语传统意义既包括太空，也包括在禁入区实施飞越领空的空中侦察行动，说明国家侦察局参与了太空和空中侦察系统（载人和无人驾驶）的开发制定与实施。然而，该项命令将空中侦察定义为“以太空为基地而实施的活动，其主要目的是开展，或能够开展情报搜集活动”，暗示国家侦察局在开发空中侦察系统方面将不发挥作用。这一定义还明确，空中侦察包括“联合研究与开发、获取、测试和评估和由卫星实施或通过卫星实施的侦察系统行动以及通讯、数据处理，航天及其装备的指令和控制”。不仅如此，命令明确规定，国家侦察局局长必须确定某一特殊通信焦点，以代表国家侦察局对国防部长直接领导的“特殊通信企业办公室”（Special Communications Enterprise Office）的特殊意义，反映国家侦察局数据过滤的重要作用——通过其卫星接收和传递传感器获得的数据。
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目前的组织架构，如图2.7所示，体现了该机构的业务部门数量显著增加，反过来说明国家侦察局在完成和实施其任务战术方法上发生了较大变化。1992年和1993年成立的部门继续采取全始全终战术方法，即某个单一部门设计、开发、建造并运行卫星。而在随后的20年间，国家侦察局将这些功能分散到数个业务部门。
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年6月，国家侦察局成立了一个反情报办公室以“提高对外国间谍对国家侦察局计划、设施和人员以及反情报活动的威胁的意识”。该部门主要职能包括研究与分析；国家侦察局、反情报机构和调查机构的内部协调；以及行动支持。2006年3月，国家侦察局局长宣布，反情报办公室重新合并划归安全办公室，该办公室负责人即为安全与反情报办公室主任，直接向第一副局长汇报。
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图2.7 国家侦察局组织架构图
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图像情报系统获取与行动处（IMINT, Systems Acquisition and Operation Directorate）和信号系统获取与行动处（SIGINT, Systems Acquisition and Operations Directorate）更改为图像情报系统获取处（Imagery Intelligence Systems Acquisition Directorate）和信号情报系统获取处（Signals Intelligence Systems Acquisition Directorate），表明这两个处的职责仅仅就是太空侦察获取。轨道航天器运营的责任划归给“任务行动处”（Mission Operation Directorate），而负责控制地面站和处理接收到的数据的工作归由“地面企业处”（Ground Enterprise Directorate）负责。任务行动处的建立，代表在太空情报数据方面向客户提供单一联络，不必考虑获取信息数据的搜集系统。而地面企业处的建立，代表了国家侦察局的期望，争取对地面站的工作给予极大重视。
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国家侦察局的其他三个关键业务处是：先进系统与技术处（Advanced Systems&Technology）、系统工程处（Systems Engineering）和任务支持处（Mission Support）。先进系统与技术处，在一个审议小组的建议下，于1997年成立，是在系统应用办公室（Office of Systems Applications）的功能职责基础上升级扩大组建，负责调查小型卫星实施侦察行动的可能性。该部门的任务就是调查和研究并开发与现有运营中的系统截然不同的侦察系统。
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2006年10月15日，主管系统工程的副局长办公室被第五个处——系统整合与工程处——替换，目的是为系统工程制定标准、开发和协调国家侦察局其他业务处进行高层组织架构描述，以及“审查所有主要的取舍分析和建筑方案……之后才能向国家侦察局之外的机构介绍”。现在该部门的名称是“系统工程处”。
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任务支持处的源起可以追溯到1990年4月，当时设立了一个主管军事支援的副局长（Deputy Director for Military Support）职位，负责促进和帮助国家侦察局为军事指挥官提供支持。1996年末，主管国家后勤支持的副局长（Deputy Director for National Support）一职设立，以平衡主管军事支援副局长的职位。根据国家后勤支援副局长的岗位职责的表述，这一新职位是“与所有国家部门和机构的高级官员保持密切联络，这些高级官员能够代表他们当前与未来太空为基础的空中侦察需求”。这个职位的产生，是为应对局内不断出现的对军事行动支援范围和重心扩大的担心。2006年，这两个职位合并为单一的主管军事支援的副局长。随后，这个职位被撤销，该职位的所有职能和责任划归为一个业务处。
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国家侦察局的“企业员工处”（Corporate Staff）下辖若干办公室，其中之一是“安全与反情报办公室”（Office of Security and Counterintelligence）。1992年6月，国家侦察局成立了一个反情报办公室以“提高对外国间谍对国家侦察局计划、设施和人员以及反情报活动的威胁的意识”。该部门主要职能包括研究与分析；国家侦察局、反情报机构和调查机构的内部协调；行动支持。2006年3月，国家侦察局局长宣布，反情报办公室重新合并划归安全办公室，该办公室负责人即为安全与反情报办公室主任，直接向第一副局长汇报。
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美国情报界（第7版） [:1702968329]
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国家地理空间情报局
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1992年4月，罗伯特·盖茨在参众院情报委员听证会前表示，他担任中央情报局局长之初成立的图像特别任务小组（Imagery Task Force），曾建议成立国家图像局（National Imagery Agency），吸纳中央情报局的国家图像解读中心和国防绘图局。
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特别任务小组关于国家图像局的设想，远不如国会听证会上某些议员们所建议的。后来这个设想形成了参众两院情报委员会的书面立法提议。对国家图像局更深层次的设想，是要在实际中负责图像功能的全部内容、航天器使用决定、飞机侦察能力决定以及研究与开发支持这些决定、任务分配、搜集行动和分析。盖茨在听证会中拒绝他的特别任务小组和国会委员会的建议，部分原因在于，参谋长联席会议主席柯林·鲍威尔（Colin Powell）希望国防部长维持对国防测绘局的控制权。然而，盖茨和国防部长理查德·切尼（Richard Cheney）同意在不引起过多注意的情况解决这一问题。一个月后，国防部成立了“中央图像办公室”（Central Imagery Office）。此举意图消除某些共同的担心，即成立国家图像局的建议，包括国会苦于缺乏统一的成像管理、图像搜集和分送的两难境地以及波斯湾战争中显现出的一些问题——预算约束、军事行动后勤支持需求不断变化等。因此，中央图像办公室于1992年5月成立，授权来自国防部第5105.26指令和中央情报局局长2/9号令，作为国防部的一个实战后勤支援局。
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与建议的备选国家图像机构相比，中央图像办公室没有获授权吸纳现有机构或接管这些机构的搜集和分析职能。相反，它的任务包括分配国家图像系统以保证向国防部、军事指挥官、中央情报局和其他情报机构提供及时的图像支持，并就图像内容进行评估和提出建议。依照图像支持的条款和规定，中央图像办公室获得授权开发图像系统，特别是建立图像传送系统间互相操作的体系和标准，以及支持和开展研发活动。
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建立中央图像办公室虽然延迟了组建一个国家级的图像和绘图机构，但并未阻止它成立。1995年4月，中央情报局长委托约翰·多伊奇（John Deutch）告诉参议院特别情报委员会（Senate Select Committee on Intelligence），如果确认，他将“立即采取行动将所有图像搜集、分析和分送加强统一管理”，并提出理由“以类似国家安全局对信号情报管理的方式方法，效率与成本都能够有所改进”。获得局长的肯定以后，多伊奇着手成立了“国家图像局领导小组”（National Imagery Agency Steering Group），后来获准成为国家图像局特别小组。这个特别小组为国家图像局列举十一种选择，从加强中央图像办公室，到高度集权的国家图像局，拥有计划、预算、管理权力等全部要素。1995年11月末，多伊奇和国防部长威廉·佩里（William J.Perry）向国会领袖和相关委员会呈送一封联合信，提交了他们的计划，将于1996年10月1日成立国家图像和测绘局，作为在国防部框架内的作战支持机构。他们的信强调，建议中的机构将强化这些部门的力量，包括：国防测绘局、中央图像办公室、国家图像解读中心和国防情报局的图像利用部门，以及具有图像获取和分送职能的国防空军侦察办公室和国家侦察局。
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计划中的机构，将太空系统和地面站的获取和行动交给国家侦察局，但将情报机构的图像获取活动保留在自己的手中。根据这封信内容，特别小组建议拟议中的合并与加强是基于如下三个根本原因：
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1.单一、简化、集中管理的机构能够最有效地服务于整个政府的多样化客户不断增长的图像和绘图局需求；
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2.目前的图像和绘图局能力的配置和安排，无法使某一机构充分开发利用强大的搜集系统的巨大潜力；
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3.信息技术革命使图像情报与绘图共生成为可能，这种合作共生可以通过高度集中管理得以实现。
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前情报界的官员们（特别是中央情报局）和国会中许多人都质疑该计划的明智性。最主要的担心在于，中央情报局所属的国家图像解读中心人员移交到国防部图像部门为国家政策决策者们服务，可能会由于转为满足军方指挥者们的需求而有挫折感。然而，虽然反对意见不可能阻止新机构的成立，参议院情报特别委员会的确劝说参议院军事委员会，修正立法允许国家图像和测绘局成立，并规定中央情报局长维持对国家成像系统使用分配权力，而国防部长必须获得中央情报局长的合作同意，才能任命国家成像和绘图局局长。另外，参议院军事委员会同意修正国家安全法案，明确规定国家成像和绘图局的职责是向国家政策决策者提供情报支持。
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国家图像和测绘局如期于1996年10月1日成立，综合了前一年11月底的陈述中提到的所有部门机构，再加上中央情报局情报处的图像分析办公室和国防发布计划办公室。它还将承担中央情报局的开发与工程局的一些活动。这一合并与加强行动创造出一个大约有9000名雇员的机构——大约2000名图像解读人员，7000多名来自国防绘图局。
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正如中央图像办公室，国家图像和测绘局成立授权源自1996年10月11日国防部长5105.60号令“国家图像和测绘局”以及中央情报局长令。为突出强调这一事实，即该机构“将图像、地图、图表和环境数据合并，综合产生——地理空间情报——开发利用与分析图像和地理空间信息，以描述，评估和实际描绘出地球的物理性质和地理学的参考性活动”，局长詹姆斯·克拉珀试图将国家成像和绘图局更名为国家地理空间情报局（National Geospatial-Intelligence Agency），2004年《国防授权法案》（National Defense Authorization Bill）授权通过的一个备用选择，由时任总统乔治·布什（George W.Bush）于2003年11月24日签字生效。
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鉴于划归国家地理空间情报局的各机构之间距离较远，该局最主要的部门最初并没有在同一地点办公，而是分散在许多地方，包括华盛顿海军工厂（国家图像解读中心办公地点）、华盛顿特区内（国防情报局所属的办公地点）、马里兰州的贝塞斯达（国防绘图局总部）、密苏里州的圣路易斯（国防绘图局的航天与航空生产基地）、弗吉尼亚州的贝尔沃堡（国家侦察局电子传送卫星地面站）。2011年1月，国家地理空间情报局开始搬进位于贝尔沃堡的新总部。当这个总部建成时，国家图像和测绘局有大约9000名雇员，但计划缩减至7500名。今天，国家地理空间情报局大约有16000雇员，绝大部分或者在贝尔沃堡，或者在圣路易斯基地工作。该局2013年预算需求为48亿美元。