（1）主衛星用高級“KH-11”衛星和“長曲棍球”成像偵察衛星替換了紅外掃描儀和毫米波輻射儀，使海洋監視衛星成為可對動態目標快速定位、具有可見光、紅外、微波等多種偵察手段的複雜係統；
（2）采用了新的設計基線（定位基線長度縮短了約1/2）和經過改進的偵察與數據轉發設備，在衛星上取消了對射電天文台造成幹擾的、工作於1427至1434兆赫的轉發器；
（3）除攜帶被動射頻傳感器外，還攜帶了電光/紅外成像傳感器。從而使衛星能夠探測到潛艇為冷卻反應堆排放的熱水餘跡，達到跟蹤水下潛艇的目的；
（4）衛星係統對海洋目標進行監視的範圍更大，達到每組衛星7000平方千米的偵察區域，在一定條件下還可在108分鍾後監視同一目標。由4組衛星組成的係統能夠對地球上40度60度緯度的任何地區每天監視30次以上。由此可見，在布局結構、偵收設備和數據處理設備等方麵經過改進的“白雲”係統（即第三代），對海洋目標進行監視的動態範圍、實時性和準確性都有了顯著的提高，同時，也很容易滿足前麵提到的時間分辨率要求。
各種設備的改進和增加在帶來係統性能提升的同時，也使得三代“白雲”係統衛星在重量和體積上有了較大的增加。其中，第三代“白雲”係統主衛星重達7000千克，前兩代的主衛星重量僅600千克；第三代係統的子衛星重量達到了300千克，遠超過前兩代子衛星的重量45千克。但是，雖然重量和體積增加了，但第三代“白雲”係統衛星的功能密度更高，技術性能更強，使海洋目標監視係統的整體性能也大大增強了。
海洋目標監視係統的一個重要功能就是對海洋目標進行定位。衛星海洋目標監視係統已采用的定位方式主要有單星多基線定位和三星時差定位。文中所述的“白雲”係統采用的就是三星時差定位方式。需要指出的是，類似“白雲”係統這樣“一主三副”型的海洋目標監視係統主要通過SSU子衛星來實現定位，而主衛星則大多用於其它偵察方式，如成像偵察。
因此，三星定位主要是基於電子型衛星的定位方案。這種方案技術簡單，有效載荷技術成熟，信號的分選、脈衝配對容易解決，星座的數據處理可以在地麵進行，隻用較少的衛星即可滿足目標監視時間分辨率的要求，是衛星海洋目標監視係統對目標實施定位監視的一種高效解決方案。
其基本原理是：測出2顆衛星收到海麵某信號源的時間差（兩衛星到信號源的距離差），即可獲得以這2顆衛星為焦點的雙曲麵，再用另外2顆衛星又可獲得另一雙曲麵，兩雙曲麵之交線與地麵的交點就是海麵信號源的位置。采用三星時差定位方案，衛星本身的姿態控製精度要求可以降到0.5至0.7度，定位基線也可根據需要拉長，定位精度較高。
但是，它對衛星的軌道控製要求很高，同時還必須有嚴格的時間同步係統。因此，要實現三星時差定位，不但要有極高的軌道控製技術，高精度時鍾技術，而且要有星間鏈路。
關鍵技術
（1）多星組網技術：
采用多星組網技術並在世界不同地區配置地麵站，可以連續而實時地對特定目標與指定地區進行偵察監視，實現全球偵察區域的無縫連接。通過最佳選擇衛星間的軌道間隔，可獲得滿意的輻射目標定位精度並且使其具有偵聽密集信號的能力。通過靈活的空間布置，衛星海洋目標監視係統能夠通過監視空間的廣域換取較長時間段的連續對地觀測，提高單次偵察情報的準確性和時效性。
（2）元器件集成化技術：
元器件集成化技術是衛星小型化的基礎。元器件集成水平越高，在相同的體積內就能攜帶越多種類和數量的探測器和遙感器。使衛星的功能密度更高，技術性能更強；
（3）衛星遙感器技術：
采用大動態快速自適應遙感器技術，增加嵌入保護措施，軟、硬一體的冗餘設計和備份，以及增加可適應不同作戰需求背景的多種工作模式，可以提高有效載荷部分的整體效能。利用衛星上的遙感器對海洋環境進行監測，可以進一步提高偵察目標的精度。