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美国卫星分辨率能达1毫米，可清晰拍摄车牌号，是真是假？

经常听到一种说法，称美国科技发达，卫星地图清晰，其侦察卫星分辨率更是达到1厘米甚至1毫米，能在高空拍摄地面车牌号码、判读报纸上的标题文字，还能通过人脸识别知道你是谁！

真有这么神吗？

飞机航拍照片常被误认为高清卫星图

首先让我们陈述事实：太空中的卫星既不能识别地面1毫米大小的物体，也不可以判别车牌，它更不可能通过图像看出你是谁。这与卫星是否先进无关，而是由物理定律决定的。

在长光卫星发布“吉林一号高分03D”第一组高清图像之后，一些朋友赞叹卫星图片清晰，也有人不以为然：“这有什么，人家XX卫星地图比这清楚多了”，“开车上路，人家分分钟拍到你的车牌号码，没有秘密可言”。

吉林一号卫星高清图片

说起卫星照片，大家最熟悉的莫过于“谷歌地图”所提供的高清图像。包括谷歌在内，多数地图公司都是从一家名为“数字地球仪”的民用遥感卫星运营商处购买图片，这些图片又是由WorldView系列卫星拍摄的。

WorldView-3发射时，多家媒体对这颗高分辨率卫星进行了报道，称它的分辨率达到31厘米，可以“在617公里高的”太空“抓拍车牌号码，识别树的种类”。

事实上“31厘米”是WorldView-3拍摄全色（黑白）图像时的最高分辨率，它的彩色图像分辨率仅为1.24米。

有媒体称美国卫星能“抓拍车牌”

媒体报道混淆了“分辨率”的概念，有意无意地让人以为31厘米的分辨率就是看清楚31厘米大小的东西，而实际上它指地面这个尺寸的物体在卫星图像上显示为“一个像素点”。

让我们来看一张新能源汽车车牌的尺寸示意图，它有48厘米宽，14厘米高。在卫星图像中，这个尺寸的物体只是两个模糊的小点。

车牌太小并且竖直安装，卫星拍不到

据称美国侦察卫星“锁眼”的分辨率达到10厘米，它可以看清地面的车牌吗？

也不行，在“锁眼”的图像中，车牌的大小还不到20个像素点，你也许知道那是个车牌，但不能分辨它的数字。车牌上的数字笔画为1厘米粗，数字间隔为1.2厘米，也就是说卫星的分辨率至少要达到2厘米，才能通过算法大致看出车牌号是多少——如果你把车牌放在车顶的话。

事实上，所有的车牌都是竖直安装的汽车前后侧，卫星对地面拍照也大多是垂直的，这样它就不可能拍到车牌。

锁眼卫星拍人像会丢失细节

以目前人类的科技水平，我们可以用钱“砸”出一颗超高清卫星，拍摄地面1毫米大小的物体吗？

光学卫星要想拍清楚地面物体需要满足这样几个要素：足够大的镜头，足够近的距离，足够长的曝光时间。

在250公里高度运行的卫星，要想“看”清楚地面1毫米的物体，它的分辨角只有0.000000004度，理论上镜头的直径达到183米！没有任何一个卫星能带着这么大一个镜头上天。

既然无人机用小镜头可以拍出高清照片，我们也可以下降卫星的高度，让它在100公里高的太空拍摄，这样一来，它镜头的直径能缩小到73.2米，这对于卫星来说还是太大。拍摄分辨率为1厘米的图像，卫星镜头的直径至少得7.3米。

还可以降高度吗？再往下就进入大气层了，卫星用不了几天就会坠毁。为了侦察对手，美国发射过许多颗“锁眼”卫星，它们贴着大气层飞，使用寿命都不长，而上升高度就只能得到不那么清晰的图像。

锁眼卫星为了获取10厘米分辨率牺牲寿命

卫星只有在3.6万公里的静止轨道才能做到相对于地面“悬停”，对于侦察卫星来说，这个距离太远。而要拍得清楚就得飞得更低，这时候卫星每90分钟绕地球飞一圈，轨道速度达到每秒7.7公里。这么快的相对速度，地面目标曝光时间太短，对拍照片不是好事。加之卫星上的发动机、力矩陀螺和太阳能帆板等设备造成的振动，即便镜头够大，也会影响清晰成像。

卫星相对地面运动速度极快

我们看夜空中的星星会“一闪一闪”，这是因为不同密度的空气在流动过程中对光线产生不规律的折射现象。无论是天文学家对星空成像，还是卫星拍摄地面的高清照片，都需要把大气湍流考虑进去，照片分辨率越高，大气湍流的影响越明显。

大气湍流会影响对月面观测

有朋友说，你讲了这么多，怎么解释人家卫星照片就是比我们清晰许多倍？

事实上，大家在“谷歌地图”中看到的许多城市鸟瞰图片并不是卫星照片，而是由飞机航拍照片拼成的数字化图片。这正是深圳或上海的卫星图不如纽约和芝加哥清楚的原因。飞机飞得低，它自然就能拍出分辨率优于10厘米的图像。

谷歌卫星地图中两地机场清晰度不同

现在做一个简单回顾：

卫星照片是不是清楚，取决于卫星镜头的大小、轨道高低、以及星上遥感设备是否足够先进。但无论多先进的遥感卫星，它都不能做到拍摄地面的车牌、“读报纸”，或者辨认出“你是你”。

许多“卫星地图”是由航拍照片拼接而成，不是什么高级卫星拍出来的图像。

TECHTiMES：“WorldView-3卫星能抓拍车牌，识别树种”

维基百科：锁眼卫星，侦察卫星，卫星图像，数字地球仪，worldview-3

卫星地图哪家强？全面评测主流的五家卫星地图

作为地图爱好者，卫星图也是看了有很多年了，今天看看那款卫星图更好用呢？国内的好，还是国外的好。

以新建的青岛胶东国际机场为例

我最喜欢的一款卫星地图，优点是画面清晰，分辨率高，细节处理很好，更新也比较快，道路和地名等文字放大后也不会覆盖建筑物，缺点是英文比较多，英文水平一般的不太友好，其他国家也基本以当地国家文字结合英文显示。

细节

谷歌地图或者谷歌地球是以前用的最多的一款软件，后来奥维下架，很多人也就放弃了谷歌地图，当然经过一番简单的操作以后，谷歌地球还是可以正常使用的。优点是更新最快，全世界都可以看，用户群体庞大，功能众多，清晰度高，分辨率高，色彩真实；缺点就是现在国内用户想要正常使用需要一番操作。

细节取胜

这就是来充数的好吧，万年不更新，画面杂乱不堪，细节根本没有，国外无法显示，优点实在想不出来。

比腾讯地图稍微好一点，图中的没加载出来的地方，不是我网络不好，是它就那样，也就是有的地方更新了，有的地方没更新，更新速度也是很慢，腾讯地图是万年不更新的话，它就是千年不更新，色彩也是偏浓厚，路网放大后根本看不到几车道了，优点就是普通导航地图做的好，普通地图做的好，信息更新快，标注详细，当在卫星地图上看一些建筑没有名字的时候，直接切换到高德地图，那是很方便的。如下:

这是国家队，卫星图更新比高德和腾讯包括百度都快。缺点也很明显，没有国外数据，清晰度和分辨率相对比较低，在没有其他选择的情况下，应急一下还是可以的。

这也叫卫星图？

和高德地图差不多，一点让人看的欲望都没有。

总结:腾讯地图和百度地图有国内的街景服务，这点谷歌因为政策原因不能做到的，这两家做的还是比较不错的。卫星图国外的比较好，天地图次之，国内三巨头最差。普通地图个人比较喜欢用高德地图，现在的高德地图地级市轮廓也可以显示了。

美国卫星可以识别地面上人的脸？世界最强卫星有多清晰，官方泄密

间谍卫星，一个充满科幻的设备，想想，一个卫星在太空，就能够实时地拍摄到地面上正发生的一切，不管你在周围放了多少的遮挡物，有多少人在周围持枪戒严，卫星都可以直接从天上看，那还有什么秘密可言？甚至，有传闻，美国的军事卫星分辨率已经可以直接拍到地上人的脸，并识别他是谁了，那这到底是不是真的呢？我们还会有隐私的存在吗？

间谍卫星

世界上最早的间谍卫星是美国的发现者一号卫星，早在1959年的时候就陆续发射升空了，但是当时的间谍卫星的设计非常的草率，就是将一个巨大的相机放在卫星里面，然后根据拍摄的目标计算好轨道参数，等估计到达敌人上空的时候，就根据定时按下快门，将拍摄到的信息储存在交卷里面，之后等卫星到达预计位置的时候，就将装有胶片的卫星返回舱扔下来，地面部队拿到以后，回家洗出来所有的照片进行观察。

侦查卫星

从这个运行模式上，大家就可以知道，这时候的间谍卫星极其的不靠谱。毕竟轨道参数只是理论上的结果，你根本无法保证百分百的准确，也就是说卫星所拍摄的照片拥有着巨大的随机性。本来你可能想拍的是成都，搞不好拍回来的是重庆。

而且更关键的是没有办法灵活的更改时间，也许你认为敌人会在中午12点集合，结果拍了一天才发现敌人晚间才发动，中午12点都在睡觉，你拍到的就是所有人都在睡觉的画面，更关键的是你要看到照片就要等卫星从轨道运行到你指定的位置，扔下返回舱以后，再洗出照片才能看到当时的情况，那都已经是好多天以后的事情了，所以当时的间谍卫星只能对固定的一些目标进行侦查，而且随机性非常的强，只能说拍照什么纯靠运气。

看到什么靠运气

直到后来技术发展，特别是通信技术发展之后，卫星才变成了远程遥控，随时拍照，并随时传输画面回控制中心的模式，这个时候的卫星才开始有了比较实际的侦查价值。而在中国的光学侦查卫星方面（要叫这个名字，我们不干那种事！）其实起步较晚，这里有一个著名的相机就是搭载在神舟五号，就是杨利伟航天的那一艘飞船上的相机。这个相机的地面分辨率只有1.6米，但却是中国较为成熟的一颗能够实时传输信息的侦查卫星了。

神舟五号上的巨大相机

不知道大家有没有遇到一种广告，就是说通过这个地图可以看到自己老家的情景，甚至还可能通过这个地图看到亲人的样子，比如说如果牌照的时候，你的父母刚好在院子里面，那么你通过这个卫星就能够看到他们，不过进入这个软件以后想看第1张图片就得充值。

广告中的清晰度

我不知道有没有人充值试过，但我想告诉大家的是：从这个广告上的图片上，我们至少可以知道一点，就是这张图片一定不是卫星拍的。

原因很简单，大家接触到的所有面向用户的地图，比如熟悉的谷歌，高德，百度这些地图，基本都是个中间商而已，它们是从专业卫星地图提供商那里买数据，然后处理后给大家使用，连这些大公司都没有技术和实力发射高精度的卫星，一个不知名的小公司可以？这些大公司都买不到的精确数据，一个不知名的小公司可以？用脚指头都可以猜到是个骗局。

更关键的是大家都知道卫星地图信息是非常敏感的，这关系到国防安全，不是你想拍就能拍的，根据我国规定，所有商用地图的精度都不能超过0.5米，也就是说，你就是有更高端的技术，能够拍到更精密的地图，也不能发布，否则那就是违法，而美国当初也是这么规定的，现在放宽标准以后，也是不得低于0.3米的精度，超过这个精度，呵呵，恭喜你喜提银手镯一套！

喜提银手镯

那么不提民用这种有限制的分辨率，如果是军事卫星方面，只单纯地从技术上来说的话，现在的人类卫星已经达到多高的清晰度呢？

这部分我只能谈国外的数据，国内我只能说大概差不多，具体请不要问。根据官方公布的数据，目前市面上最高清的民用分辨率是0.3米，而军事卫星据说可以达到0.1米的级别，这是个什么意思呢？看一张0.5米分辨率的照片：

0.5米分辨率下的上海浦东

这张照片看起来比较正常，但是从我们的常识就可以知道，如果对着中间的这艘船不断放大，那么你最终看到的就是这样的一个个的像素点，每个像素点里面的颜色都是一样的，也就是根本无法分辨了。

每个像素格子为50厘米宽

而所谓的0.1米，那就是说这些像素格子每个都是10厘米乘以10厘米的大小，看到大的物体没问题，想具体看清楚，那只能说你想多了，但这个分辨率只是推测而已，毕竟没有哪个国家会把自己真正压箱底的军事分辨率公布出来，但有一张来自美国的前老大的一张推特（类似微博）的图片却透露了一个隐秘的信息，就是下图中的这张：

美国前老大发的图

2019年8月29日，伊朗发射卫星失败了，当然这并不奇怪，但问题是，隔天美国的老大就发了一个心情：

在伊朗火箭发射场为Safir空间运载火箭发射进行最后发射准备期间，发生了灾难性的事故。我在此表示，美利坚合众国与这起灾难性事故没有任何关联。我向伊朗致以最好的慰问，并祝伊朗好运，能够确定发射地点出现了什么事故！

虽然这心情总给人一种此地无银三百两的感觉，但后来人们关注的不是这段文字，而是他配的图片，也就是上面那张，图片上清晰可见的是用来运输和架设火箭的卡车、损毁的发射塔以及分布在发射塔的火箭残骸。甚至发射场边缘的波斯文“国家财产”的字样都清晰可见。业内专家称，这张图片的分辨率已经达到了可怕的0.2米，也就是20厘米的地步，甚至有可能更高，达到了10厘米，毕竟这张图片并不一定就是原始的最高清的图片。

外媒猜测，这张图片应该是美国大名鼎鼎的KH-12（锁眼12号）拍摄的，制造商为洛克希德·马丁公司，分辨率0.1米，大概运行在近地点260千米左右，远地点1000千米左右的卫星轨道上，而这张图片应该是它在距离地球最近的时候拍摄的。

锁眼卫星

所以从目前的信息看，人类最高级别的卫星的分辨率也就是10厘米的级别，而且还是严格保密的军事卫星，当然也有人会说，公布的肯定不是最好的，也许美国还暗藏这黑科技卫星呢？甚至“知情人士”透露美国的卫星分辨率已经达到了可以看清楚一个人的脸，甚至更震撼的消息是达到1毫米分辨率的级别，那这可能吗？

中国吉林一号卫星拍摄的图片

我们不是美国的老大，所以无法知道他们真正的压箱底技术有多强，但是我们可以肯定一点，不管你制造技术多牛，至少要符合物理理论，人类目前物理理论的发展已经需要人类再过几百年都无法验证完毕的地步了，所以美国卫星无论如何不可能超过物理极限，那么这个极限是多少呢？

我们在幼儿园大班的时候就听老师说过，要想卫星拍摄更清楚，有两个简单办法，一个是卫星飞低点，这个很好理解，离地面越近肯定拍得更清晰，另一个就是把相机的口径做大一些，但地球是有大气层的，近了以后阻力太大，很快就会掉下来，所以如果将卫星放在极限距离上，那卫星从发射到落下来就只有10多天时间，这个成本就太高了，而且距离地面太近，基本还没飞到就被对方给跟踪到了，还拍个什么？

卫星坠毁

那么把口径做大不就可以了吗？也有问题。因为光是电磁波的一种，所以它有一个叫做衍射极限的东西，从理论上来说，如果要达到“知情人士”所说的1毫米的分辨率，同时假定卫星运行在250公里的低轨道上，那么这个相机的口径需要做到180米，这是什么概念，目前人类最粗的火箭发射宽度大概为6米左右，这感觉是要把一只大象塞到一个人的鼻孔里面啊，这根本不可能啊。

从目前数据计算来看，在人类理论物理极限的支持情况下，位于轨道稳定运行的卫星，其极限的分辨率只能达到3-4厘米，这是不考虑其它所有不利条件的极限，即便这样，距离爆料所说的1毫米，也差了大概现代人类到山顶洞人的科技水平。

大家还需要考虑大气问题，大气是在流动的，从卫星拍地球，如同你在夏天拍马路一样，空气如同水波一样地在翻滚，前面的画面都是扭曲的，卫星就更加明显了，还记得当年很火热的谷歌卫星拍摄到我国三峡大坝弯曲的图片吗？其实就是拍摄造成的扭曲。所以目前美国这颗卫星透露的分辨率已经基本接近人类极限了，后面也没什么发展的地步了，除非是使用詹姆斯韦伯望远镜这种折叠技术，将镜头变成反光膜，折叠发射，太空打开，或许才可能有下一步的增长。

算法问题导致的扭曲

另外真能突破极限也没用啊，大家都用过手机拍照吧，变焦五十倍的情况下，远处的物体稍微动一下就走出你的镜头了，这就是因为分辨率太高，导致的视野变小，而卫星可是在高空高速移动的，对于地面物体而言几乎是一闪而过，你分辨率太高了，连物体都对不准啊，怎么拍摄？

变焦后抖动

最高民用卫星，0.3米分辨率

大家对侦查卫星怎么看呢？