Другое достижение в области стандартов относится к 1964 г. Международный комитет мер и весов отказался от трудно измеряемого времени (связанного с обращением Земли вокруг Солнца) и принял новый стандарт, основанный на атомном времени, которое было исследовано в 1950-х годах из Массачусетского технологического института.

Секунда атомного времени была определена как интервал времени, в течение которого электрон в оболочке атома цезия (не подвергаемого воздействию внешнего поля) совершает 9 192 631 770 переходов между двумя определенными энергетическими уровнями.

Этот новый стандарт также оказался чрезвычайно важным для американского правительства. Подводные лодки, составившие впоследствии первую линию обороны США, смогли производить прецизионные измерения частоты и времени. На основе именно этих измерений команды лодок могли с высочайшей точностью определять свои координаты перед наведением и запуском ракет.

Упор на ракетную технику как в области обороны, так и при создании глобальных систем связи и исследовании космического пространства обусловил повышение роли телеметрии. Увеличение объема передаваемых данных привело к перегрузке существующей телеметрической ЧМ-системы. Первоначально удельный объем данных удалось уменьшить путем их обработки перед передачей: посылалась информация только об изменениях измеряемых величий.

Была снижена потребляемая мощность, сокращены объем и масса аппаратуры. Однако очень скоро и эта мера перестала быть эффективной, причем это относилось не только к результирующему удельному объему данных, но и к достоверности передач. Для преодоления этих трудностей были исследованы различные импульсные методы передачи, применение которых могло обеспечить более эффективное уплотнение данных. Наиболее эффективной оказалась импульсно-кодовая модуляция.