【物理科普】侦查卫星能看清士兵的胡须吗？

侦察卫星居高临下，视野广阔，能昼夜地面的战略目标。尽管侦察卫星离地面十分遥远，但是它却能用高性能的侦察照相机设备很清 楚地拍摄地面照片。因此，它一出世，便成了军事情报部门的骄子。

　　那末，从侦察卫星拍摄的照片上究竟能看到些什么呢？众说纷纭：能辩认得出马路上的行人是男人还是女人；可以看清汽车牌照上的号码；可以认出报纸上象“解放军报”四个字那样大小的标题。甚至有的人说，侦察卫星可以看得出地面上的士兵是否刮过胡子。真是越说 越神！

　　我们知道，卫星照片图象实际上是由许许多多肉眼看不见的象点 组成，象点越细，照相辨认的细节的尺寸越小。照片上象点的密度常 用每毫米多少条线来表示，线越多表示照片质量越高。例如，卫星照 片每平方毫米的纵横线数各二十百五十条，也就是每平方毫米内排列：62500个象点，其相邻两象点间的距离只有四微米，这样微小的间隔，即使放大十倍，肉眼也是看不出来的。照片上四微米相当于地面距离 多少呢？这与照相机的焦距和卫星的飞行高度有关。如果焦距为二米，飞行高度一百五十公里，那末，根据简单的几何学关系就可求得地面距离为零点三米。这个长度就叫做照片的地面分辨率。通俗地说，地面分辨率是能够在照片上区分两个目标的最小间距。地面分辨率是衡量卫星侦察技术水平的最重要的指标。它并不代表能从照片上识别地 面物体的最小尺寸。一个尺寸为零点三米左右的目标，在地面分辨率为零点三米的照片上，只是一个象点，不管把照片放大多少倍，依然 只是一个象点。所以，要从照片上认出一个目标就多少得有若干个象 点在照片上来构成该目标的轮廓。

　　美国的“大鸟”侦察卫星照片的分辨率一般公认为零点三米。这代表了当前卫星侦察的一定水平。一般说来，从照片上能够识别目标的最小尺寸应等于地面分辨率的五至十倍，即一点五至三米。人的肩 宽约零点五米，在“大鸟”卫星照片上占一至二个象点。从照片上可 以发现这儿“有”目标，但这个目标是人，还是物，靠一至二个象点是确定不了的，当然更谈不上区分是男还是女了！如果想从“大鸟” 卫星的照片上识别报纸的标题，那末标题上的字的笔划应至少达到零 点三米粗细才行。反过来说，要从照片上看清报头“解放军报”这四个字，地面分辨率必须达到三毫米左右，比现在要提高一百倍。

　　当然，判读卫星照片是一项专门技术。能否从卫星照片上认出目标，不单单取决于地面分辨率，还与判读人员的技术熟练程度，对目标的先验知识以及目标周围的环境条件等都有一定关系。国外根据卫星照片不同的的使用情况，对地面分辩率提出了不同的要求。共分 为四级。第一级是发现，从照片上仅仅能判断目标的有无；第二级是识别，能大致看出目标的轮廓，例如是人，还是车，是大炮，还是飞机；第三是确认，能从同一类目标中指出其所属类型，例如是卡车， 还是公共汽车，是民房，还是营房；第四是描述，能识别目标的特征和细节。例如能指出飞机、汽车的型号和舰船上的装备等。在这四级 中，“发现”要求的地面分辩率最低，“识别”和“确认”要求越来越高，“描述”所要求的地面分辩率最高。例如，要能从照片上发现飞机，要求地面分辩率为四点五米，而描述飞则要求零点一五米的地 面分辩率；发现汽车要求一点五米，描述汽车则要求零点零五米。

　　由此可见，按目前卫星侦察的水平，根据照片详细描述物体的特征，不是一个简单问题。象文章开头提到的能看清汽车牌照上的号码和士兵脸上的胡子等说法是没科学根据的，说不定的某些外国记者惯于使用的耸人听闻的危害罢了。

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本期编辑|雾里人

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