以前经常看到说国外的卫星分辨率可以达到几毫米,能够看清地上报纸上的字,当然现在看来这种说法无非是远古时代的公知们崇洋媚外的产物。事实上只要学了点物理知识的人,都会知道,受限于可见光的波长,光学卫星的分辨率存在理论极限,那么这个理论极限值是多少呢?

光学卫星的分辨率由衍射极限决定,其公式为:

其中,λ是光的波长(可见光约500-600纳米),D是光学系统的口径。
此外,卫星的分辨率极限还和卫星轨道高度相关。
比如若卫星运行在250公里轨道,要达到1毫米的地面分辨率,卫星所携带的望远镜的光学口径需达到183米,这显然不可能,远超当前技术能力。
如果将轨道降至100公里(此时卫星已经不能稳定在轨了),地面分辨率也降低到1厘米时,光学口径仍需7.3米。目前实际卫星的光学口径通常在2-4米级别(如美国“锁眼”系列卫星),理论分辨率极限约为3-10厘米。

当然,以上都只是理论上的分辨率,下面我们就整理了一些实际应用中的卫星分辨率数据。
类别 | 理论极限 | 实际最高水平(军用) | 民用公开水平 |
---|---|---|---|
光学卫星分辨率 | 3-10厘米 | 美国锁眼-12:0.1米 | 谷歌地球:0.6米 |
中国卫星分辨率 | 同理论极限 | 高分十一号:0.1米 | 高分多模:0.5米 |
航拍分辨率 | 无理论限制 | 中国航拍:0.08米 | 谷歌航拍:0.6米(美国) |
美国卫星:
- 美国的“锁眼”系列卫星(如锁眼-11/12)分辨率可达0.1米(10厘米),推测其第五代卫星可能接近6厘米的物理极限。
- 但公开的民用卫星(如谷歌地球)最高分辨率为0.6米,仅能识别车辆等较大物体,无法看清报纸文字。
中国卫星:
- 高分十一号卫星分辨率达0.1米,与美军顶级卫星相当;民用高分多模卫星分辨率为0.5米,可识别小轿车挡风玻璃等细节。
- 中国航拍图像分辨率可达0.08米(8厘米),但这是航空摄影,非卫星技术。
所以综上所述,想要卫星直接看清报纸上的字是不可能的,报纸文字大小约3-5毫米,需毫米级分辨率,对应光学口径需数百米,远超当前技术(如国际空间站主镜仅2.4米)。
即使顶级军用卫星(0.1米分辨率)也只能识别约A4纸大小的物体,无法分辨文字细节。
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