中國衛(wèi)星拍攝技術(shù)比美國落后20年？

　　俄烏局勢引發(fā)了全世界的關(guān)注，中美兩國衛(wèi)星也對焦烏克蘭，從上帝視角拍出了幾組照片。不過，這些照片一公布，網(wǎng)友們立刻吵翻了！

　　原因是美國衛(wèi)星拍出的照片是彩色的，而且清晰度也很好，而中國衛(wèi)星拍出的照片卻是黑白的，清晰度也遜色不少。

　　這到底是怎么一回事呢？我們先上幾張圖看看：

　　這是美國方面曝光的幾張衛(wèi)星照片，黃色的土地、綠色的樹木、灰色的公路，而且還可以很清晰地看到俄軍的車隊。

　　然后再來看另一組圖片：

　　這是我國相關(guān)媒體報道俄烏局勢時所配的幾張衛(wèi)星圖片。顏色是黑白的，看起來就像老照片一樣，畫質(zhì)也較為模糊。

　　看完照片后，不少人開始唉聲嘆氣：我們這個衛(wèi)星拍攝技術(shù)真的不行啊，這至少要落后美國20年吧？

　　不過，編者想說的是，其實大家根本沒有必要妄自菲薄，因為事實并非如此。

　　為什么我們的衛(wèi)星照片是黑白的？

　　首先我們必須明確一點：這次中美兩國所曝光的衛(wèi)星照片，用的并不是同一種技術(shù)類型的衛(wèi)星。

　　美國使用的是光學(xué)衛(wèi)星，而中國使用的是C波段SAR遙感衛(wèi)星，它們雖然都屬于主流遙感衛(wèi)星，但是工作原理有著本質(zhì)的區(qū)別。

　　先說美國的光學(xué)衛(wèi)星。它的工作原理類似于我們?nèi)祟惖难劬Γ枰揽刻柟庹丈湓诘厍虮砻嫖矬w的反射，被動地獲取影像。而成像原理跟我們平常使用的照相機(jī)差不多，只要沒有云層等遮擋物，它就可以拍出照片，而且是具有多種色彩、比較賞心悅目的“彩色照片”。

　　不過這種衛(wèi)星有一個很大的缺陷，就是遇到大霧大雨等天氣狀況不好的時候，拍攝的照片質(zhì)量會大打折扣。

　　再說中國使用的C波段SAR遙感衛(wèi)星。SAR英文全稱Synthetic Aperture Radar，即合成孔徑雷達(dá)，也是此次中國的“海絲一號”衛(wèi)星所采用的方案。

　　它采用的是一種主動遙感成像方式。工作時，會主動多次地發(fā)送電磁波脈沖出來，這些脈沖碰到觀測物體時，就會彈射回去并反饋給監(jiān)測站，然后由監(jiān)測站對探測到的信息進(jìn)行處理，進(jìn)而達(dá)到成像的目的。簡而言之，這就是模擬合成了一個大型雷達(dá)，利用電磁波的回波來成像，間接測量被測物體信息的一種方式。

　　對比2種遙感衛(wèi)星的成像原理不難看出：

　　SAR遙感衛(wèi)星的成像方式真的太復(fù)雜了。那么，為什么還要采用這種方式呢？

　　這種方式其實至少有2大好處：

　　1.電磁波的波長較長，具有一定的穿透性。它能較輕松地穿透云層、煙霧，甚至輻射干擾都不在話下，這就很好地彌補(bǔ)了光學(xué)衛(wèi)星的不足（當(dāng)然，SAR遙感衛(wèi)星并不會忽略云層、煙霧等信息，它只是在觀測地面目標(biāo)時將這些信息屏蔽了，如果想觀測云層，只要取消屏蔽就可以了）。

　　2.SAR遙感衛(wèi)星的觀測范圍更廣。這種衛(wèi)星在太空長期運轉(zhuǎn)并不斷收取信息，因此觀測到的范圍更廣，如果有必要的話，它可以幫助人們獲取整個地球的信息，并合成照片。另外，在一些人員不方便到達(dá)現(xiàn)場的區(qū)域，如偏遠(yuǎn)地區(qū)、災(zāi)區(qū)等， SAR遙感衛(wèi)星顯然比光學(xué)衛(wèi)星更具優(yōu)勢。

　　要知道，衛(wèi)星的作用可不是像我們平時拍照曬圈一樣，大多數(shù)時候只是為了陶冶性情、留個紀(jì)念什么的。

　　偵察衛(wèi)星可是要幫助人們獲取有價值的地面信息的。

　　比如突然爆發(fā)洪水、泥石流、地震、火山噴發(fā)、海嘯等自然災(zāi)害時，地面無法及時掌握災(zāi)區(qū)信息，這時就要利用衛(wèi)星從天上進(jìn)行觀察，為快速搶險救災(zāi)提供詳細(xì)的指導(dǎo)和幫助，以便爭取時間挽救更多的生命和財產(chǎn)。

　　再比如發(fā)生戰(zhàn)爭時，利用偵察衛(wèi)星可以幫助指揮層更快、更詳細(xì)地掌握戰(zhàn)場信息（如敵軍兵力的調(diào)動情況、指揮所的具體位置等），然后就能做出更加正確的判斷和決策，這對是否能夠取得最終的勝利至關(guān)重要。

　　前面也說到了，光學(xué)衛(wèi)星不具備在極端環(huán)境條件下工作的能力，這時，SAR遙感衛(wèi)星的優(yōu)勢是不是立刻就顯現(xiàn)出來了？

　　不過，由于通過SAR遙感衛(wèi)星得到的畫面，不是像光學(xué)衛(wèi)星那樣直接拍攝到的，而是先由SAR衛(wèi)星把探測到的信息發(fā)給地面，然后由電腦編譯處理這些信息，才形成的圖片。

　　這種獲取圖片方式，完全沒有顏色這一概念，所以這就導(dǎo)致了我們看到的SAR圖片就是一種“黑白照”的感覺，這也是這種偵察衛(wèi)星的一大遺憾所在吧。

　　為什么我們的衛(wèi)星照片那么模糊？

　　色彩的疑惑解決了，我們再來探討大家更為關(guān)注的清晰度的問題。

　　乍一看上去，美國衛(wèi)星拍攝的畫面確實更加討喜，不僅是彩色的，而且紋路更加清晰，更容易看出地面上的狀況。

　　那么，真的是我們的衛(wèi)星分辨率不夠嗎？

　　當(dāng)然不是！

　　別看“海絲一號”的重量不到185公斤，屬于一顆微小衛(wèi)星，但是它的最大分辨率已經(jīng)可以達(dá)到一米的。這一技術(shù)指標(biāo)，在世界范圍內(nèi)都是屬于非常先進(jìn)的。

　　前面我們也已經(jīng)講過了，SAR遙感衛(wèi)星并不是像光學(xué)衛(wèi)星那樣直接拍攝照片的，而是采用主動發(fā)送電磁波收集物體特征的方式采集信息，然后把這些信息傳回到地面，由地面的處理器形成圖片的。而且，SAR遙感衛(wèi)星探測的范圍很大。

　　這就決定了它傳送回來的信息量會很大，不僅需要很長一段時間處理，而且形成的圖片也會很大。

　　而新聞媒體從衛(wèi)星研究院獲取這些圖片以后，又不具備專業(yè)的處理能力，再加上發(fā)布時間緊和排版等問題，就不得不以裁剪、降低分辨率的方式對它們進(jìn)行處理，因此，呈現(xiàn)給觀眾的圖片看起來就會比較“模糊”，仿佛老照片一般。

　　可能有些人還是不太明白，我們再舉一個現(xiàn)實的例子，就更有說服力了。

　　大家應(yīng)該都還記得今年1月15日發(fā)生的湯加火山噴發(fā)的自然災(zāi)害吧？

　　要知道，我國的大部分衛(wèi)星并不在湯加上空周圍區(qū)域，然而災(zāi)害發(fā)生時，就是我國的“海絲一號”SAR遙感衛(wèi)星，成功地觀測到湯加海底火山爆發(fā)的詳細(xì)過程，并合成了清晰的雷達(dá)成像圖，為當(dāng)時的搶險救災(zāi)提供了非常大的幫助。

　　大家來看下面這張圖：

　　（“海絲一號”拍攝的湯加火山樣張）

　　是不是可以非常清晰地看到全部地貌？

　　由此可見，并不是我們的衛(wèi)星技不如人，只是相關(guān)媒體發(fā)布的那幾張圖片沒有經(jīng)過專業(yè)化處理罷了。

　　畢竟媒體發(fā)布那幾張圖片只是為了說明一下烏克蘭戰(zhàn)場的基本情況而已，并不是為了要像幫助湯加一樣，去搶險救災(zāi)的，圖片必須要有一個非常清晰的概貌。

　　有不少人應(yīng)該注意到了，在介紹“海絲一號”SAR遙感衛(wèi)星時，在前面加了一個“C波段”，這是什么意思呢？

　　這個“C波段”其實是代表接收到的電磁波的頻段。按照衛(wèi)星接收電磁波的范圍，可以劃分為L、S、C、X四種不同頻率的波段，L是低頻段，在這個頻段看到的范圍更廣，X是高頻段，看到的細(xì)節(jié)最為豐富。C波段處于中間位置，兼顧了兩頭，而且比較接近高頻段，對細(xì)節(jié)的觀測無疑不會太差。

　　另外再給大家透露一個信息，其實“拍攝”烏克蘭戰(zhàn)場的圖片，以及湯加火山噴發(fā)現(xiàn)場的“海絲一號”遙感衛(wèi)星，只是一個很普通的商用衛(wèi)星而已。

　　如果上升到軍用、科研層面，我國SAR遙感衛(wèi)星的厲害程度就不言自明了，怎么著也得上升一兩個層級。

　　中國有可以與美國相媲美的光學(xué)衛(wèi)星嗎？

　　說到這里，相信好多人心里的那塊大石頭，應(yīng)該就都落下來了。

　　那么，問題就又來了：類似于美國的那種可以拍出清晰彩照的光學(xué)衛(wèi)星，不知我們中國也有嗎？

　　說到光學(xué)衛(wèi)星，就不得不提到一個大名鼎鼎的公司——長光衛(wèi)星技術(shù)股份有限公司。

　　這是我國第一家遙感衛(wèi)星商業(yè)公司，該公司自主研制的“吉林一號”衛(wèi)星星座在國內(nèi)外都享有盛名，多項指標(biāo)都已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

　　下面我們就來欣賞一下“吉林一號”拍攝的圖像質(zhì)量。

　　從這張圖片中完全可以看到，“吉林一號”拍攝的圖片不僅色彩豐富，而且清晰度也非常棒，甚至連建筑物的倒影都清晰可見，一點兒都不比美國同類光學(xué)衛(wèi)星拍攝的差。

　　我們再看一張：

　　2021年4月，時任日本首相菅義偉提出要將福島核電站的污水排入大海，理由是福島核電站的儲蓄罐再也放不下了，當(dāng)時這件事在國際社會上鬧得沸沸揚揚。上圖便是那個時候“吉林一號”所拍攝的福島核電站的核廢水儲存罐，乍一看上去，是不是就好像是用無人機(jī)近距離拍的一樣非常清晰？

　　另外，除了拍攝畫面清晰美觀以外，“吉林一號”還有響應(yīng)速度快、覆蓋范圍廣等多項優(yōu)點，可以為農(nóng)林、水利、環(huán)保、交通、自然資源、城市建設(shè)等多個領(lǐng)域提供精準(zhǔn)服務(wù)。

　　截至2022年2月，“吉林一號”衛(wèi)星星座累計覆蓋面積已有1.34億平方公里，相信在不遠(yuǎn)的將來，這個覆蓋面將會不斷地擴(kuò)大。

　　一個普通的商業(yè)衛(wèi)星都能達(dá)到如此厲害的效果，那些更高標(biāo)準(zhǔn)的科研用衛(wèi)星的厲害之處，就更加可想而知了。

　　結(jié)語：

　　綜上所述，中美兩國衛(wèi)星照片質(zhì)量差異大，并不是中國衛(wèi)星的拍攝技術(shù)不如美國，只是各自采用了不同的拍攝技術(shù)而已。

　　如果將“海絲一號”換作“吉林一號”，拍出來的照片說不定比美國的更加美觀清晰。不過，那就必須是在白天沒有云霧、雨雪、硝煙等干擾因素的時候，畢竟這是光學(xué)衛(wèi)星的一大局限，環(huán)境糟糕的情況下就是美國也做不到的。

　　總而言之，尺有所短、寸有所長，我們只需根據(jù)自身的實際情況以及使用需求，去尋找合適的拍攝方式就好了。根本沒有必要為了表面上看起來的“落后”唉聲嘆氣、妄自菲薄，更不應(yīng)該跟著一些別有用心的人瞎起哄，被別人帶了節(jié)奏。

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