2022年4月18日，谷歌開始開放俄羅斯所有軍事和戰(zhàn)略設(shè)施的衛(wèi)星圖像。包括各種洲際彈道導(dǎo)彈發(fā)射井、指揮所、秘密試驗(yàn)場(chǎng)等在內(nèi)的俄戰(zhàn)略要地均可以每像素約0.5米的分辨率查看

相信這個(gè)新聞一定是嚇了大家一跳，人人都能像衛(wèi)星圖像目標(biāo)判定分析人員一樣下載和研判俄羅斯軍事目標(biāo)，這或許是載入史冊(cè)的一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，俄羅斯像是被扒光底褲一樣被人看了個(gè)底朝天，不過這個(gè)消息很快就被否認(rèn)，據(jù)俄羅斯塔斯社18日?qǐng)?bào)道，谷歌公司一位發(fā)言人稱谷歌并沒有為了披露俄羅斯軍事和戰(zhàn)略要地而更改其地圖服務(wù)的計(jì)劃。

不過也有朋友分析這都是商業(yè)衛(wèi)星圖像，即使真的公開也沒多少實(shí)質(zhì)性傷害！衛(wèi)星究竟是如何拍攝地球的，俄羅斯能干擾衛(wèi)星拍照嗎？

衛(wèi)星觀測(cè)地球到底有多少種方法？

帶個(gè)相機(jī)就可以拍攝地球了，不是嗎？其實(shí)衛(wèi)星新拍攝地球的方法和各位想象的大不相同，不要以為早期只有膠卷相機(jī)，其實(shí)從太空攝像開始就走了兩條路：

膠片之路：第一張地球照片是1946年拍攝的，你沒有看錯(cuò)哦，1946年10月24日，美國(guó)在新墨西哥州的白沙導(dǎo)彈發(fā)射場(chǎng)用V2火箭將一臺(tái)Devry 35 mm的照相機(jī)送上了“太空”，在V2火箭的彈道頂端（約104千米，剛好超過卡門線，已經(jīng)是屬于太空），這臺(tái)相機(jī)拍攝了一張美國(guó)西部的照片。

104千米高度拍攝的美國(guó)西南部以及一片云層。

“數(shù)碼”之路：月球3號(hào)（Luna 3）衛(wèi)星的第一張?jiān)虑虮趁嬲掌褪怯谩皵?shù)碼”技術(shù)拍攝的，它使用的是一種光電陰極(photocathode）的技術(shù)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)，到地面上還原圖像，也就是早期電視拍攝的原理，但顯然非常模糊。

月球三號(hào)和它拍攝的第一張?jiān)虑虮趁嬲掌?/p>

因此后來的偵察衛(wèi)星不是做成返回式衛(wèi)星就是拍攝后定期把膠卷返回地球，回收膠卷艙也就成了一項(xiàng)非常重要的任務(wù)，大部分衛(wèi)星拍攝的地面照片都是黑白的，原因很簡(jiǎn)單，鏡頭的極限分辨率一定的條件下，盡量提高膠卷的分辨率才能看到更多的細(xì)節(jié)。

中國(guó)第一顆返回式衛(wèi)星

黑白膠卷分辨率要比彩色膠卷高得多，因?yàn)楹诎啄z卷像素級(jí)別就是顯影顆粒，但彩色三原色的膠卷需要三個(gè)點(diǎn)的混色才能顯示一個(gè)像素的顏色，所以黑白膠卷的分辨率一直就是秒殺彩色的，即使到現(xiàn)在也是這樣！

這是1972年5月29日美國(guó)間諜衛(wèi)星拍攝的北京大學(xué)

衛(wèi)星有哪幾種手段拍攝地球？

現(xiàn)在帶的“相機(jī)”早已不是什么光電管和膠卷了，而是各位最喜歡的手機(jī)拍照功能用的CCD是一樣的原理，只不過衛(wèi)星用的分辨率要比手機(jī)的高幾個(gè)數(shù)量級(jí)，而且觀測(cè)波段范圍之廣超出你的想象（從紅外到紫外，比如有的傳感器在400-2500納米范圍內(nèi)有330個(gè)光譜通道），而且不只是從可見光波段，還有紅外，以及紫外和電磁波段，還有多波段綜合等手段，下面簡(jiǎn)單了解下各個(gè)波段的功能：

可見光波段

這是最常見的拍攝波段，所見即為所得，比較習(xí)慣我們?nèi)粘Ｓ^看景物的模式！波長(zhǎng)從400nm~780nm之間，但即使是可見光波段也分全色與多光譜，這里要說明一下，全色指的是傳感器獲取整個(gè)全色波段（500nm~750nm左右的單波段）的黑白影像。

六十年代的香港九龍半島

多光譜則是傳感器對(duì)地物輻射中多個(gè)單波段的攝取得到的包含多個(gè)波段的光譜信息的影像，對(duì)各個(gè)不同的波段分別賦予RGB顏色將得到彩色影象。

兩者分辨率差的可就大了，比如我國(guó)的“吉林一號(hào)”商業(yè)遙感衛(wèi)星的全色分辨率為0.72米、多光譜則只能達(dá)到2.88米，相差4倍！

紅外波段

紅外波段的則是肉眼看不到的，大約780nm的波段，高于絕對(duì)零度目標(biāo)都會(huì)發(fā)出熱輻射，因此在紅外波段下很多目標(biāo)都會(huì)暴露，紅外波段最常用的是天氣預(yù)報(bào)，可見光在白天能觀測(cè)，到了夜間就白瞎了，而紅外波段則是24小時(shí)無休，對(duì)于冷暖暖氣團(tuán)的觀測(cè)，東太和西太洋面水溫差異（判定拉尼娜現(xiàn)象的重要依據(jù)），臺(tái)風(fēng)氣旋的形成等等。

請(qǐng)注意拍攝時(shí)間為4月19日03:19

當(dāng)然對(duì)于軍事目標(biāo)的集結(jié)，比如飛機(jī)、坦克以及大型導(dǎo)彈發(fā)射車的調(diào)動(dòng)等等，這些目標(biāo)的發(fā)動(dòng)機(jī)在紅外波段輻射很強(qiáng)，所以就算在夜間調(diào)動(dòng)，依然無法逃脫紅外觀測(cè)衛(wèi)星的偵察，還有早期紅外預(yù)警衛(wèi)星監(jiān)測(cè)的是洲際導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)的尾焰，這個(gè)紅外波段輻射太強(qiáng)，上萬千米外都能看到。

當(dāng)然紅外波段觀測(cè)也可以用于森林火災(zāi)的監(jiān)測(cè)，這比在原始森林中設(shè)立觀察哨要有效和快速得多，也可以用來觀測(cè)中長(zhǎng)波紅外譜段的地物輻射信息，精確探測(cè)地物溫度和干旱等情況等。

紫外波段和高精度偏振等等觀測(cè)干啥用？

比如大氣痕量氣體差分吸收光譜儀可以獲取紫外到可見光的高光譜信息，探測(cè)大氣中二氧化氮等污染氣體，多角度偏振成像儀和高精度偏振成像可以監(jiān)測(cè)全球大氣細(xì)顆粒物污染（PM2.5/PM10）情況。

合成孔徑雷達(dá)（SAR）觀測(cè)

衛(wèi)星上還有一種對(duì)地觀測(cè)“極端”手段是合成孔徑雷達(dá)，這種觀測(cè)方式不僅可以做到“全年無休”，并且還具有一定的穿透能力，也就是說能看到建筑物內(nèi)部的一些情況，也能看到淺層地下的情況。

它利用的是在天上運(yùn)動(dòng)的飛機(jī)或者衛(wèi)星帶著天線在飛行時(shí)發(fā)射電磁波脈沖，在接收這些信號(hào)時(shí)候記錄回波的振幅與相位，再將這些信號(hào)加以處理，模擬出一個(gè)超級(jí)巨大尺寸天線發(fā)射的信號(hào)，相當(dāng)于“合成”了一個(gè)大尺寸的雷達(dá)天線，所謂的“合成孔徑雷達(dá)”就是這么來的。

這些回波信號(hào)經(jīng)過極其復(fù)雜的處理過程后變成地面圖像，看起來有點(diǎn)像黑白的對(duì)地成像照片，但其實(shí)和對(duì)地成像完全不一樣，而且與實(shí)際光學(xué)成像圖還有一些位移，這些是信號(hào)反射的問題，煙霧云層基本都無法阻隔合成孔徑雷達(dá)成像。

尼日利亞拉各斯的 SAR 圖像

比如中國(guó)商業(yè)化SAR遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)服務(wù)商天儀研究院的海絲一號(hào)”C波段SAR遙感衛(wèi)星照片最大分辨率為1米，簡(jiǎn)單的說全天候24小時(shí)都能對(duì)地成像，而且分辨率能達(dá)到1米，另外這還只是商業(yè)衛(wèi)星的分辨率而已。

海絲一號(hào)夜間拍攝船只

早在1978 年6 月27日, 美國(guó)國(guó)家航空航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)就發(fā)射了世界上第1顆載有SAR的海洋衛(wèi)星Seasat-A，經(jīng)過將近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，現(xiàn)在的技術(shù)到了何種程度？

美國(guó)家偵察局 (NRO) 發(fā)布了這張洛克希德馬丁公司制造的曲棍球衛(wèi)星的照片

比如1988年發(fā)射的長(zhǎng)曲棍球偵察衛(wèi)星，是美國(guó)著名的合成孔徑雷達(dá)成像偵察衛(wèi)星。具有全天候、全天時(shí)偵察能力。重量14.5噸，空間分辨率達(dá)0.3～1.0米，這可是八十年代末期的技術(shù)水準(zhǔn)。

衛(wèi)星“相機(jī)”的鏡頭

與分辨率直接相關(guān)的則是這些“相機(jī)”的鏡頭，做光學(xué)的朋友都能算出來，比如要在200千米外看清長(zhǎng)度為1米的目標(biāo)，它的分辨率要多少角秒，需要多大的鏡頭是可計(jì)算的，公式如下：

口徑和分辨率之間的關(guān)系是：目標(biāo)尺寸/目標(biāo)距離=1.22×可見光波長(zhǎng)/鏡頭直徑

假如要在500nm的波段下分辨200千米外0.1米尺寸的物體，那么至少要820毫米口徑的鏡頭，大概就是1米不到點(diǎn)，如果因?yàn)槟ブ萍夹g(shù)以及結(jié)構(gòu)制造誤差等考慮，這個(gè)口徑只會(huì)更大，所以偵察機(jī)的鏡頭往往大得可怕，重量也非?？捎^，而衛(wèi)星的鏡頭自然也小不了，如果軌道更高的，比如400千米，那么口徑會(huì)成倍增加！

Zhemchug-4 鏡頭：158千克

比如KH-11鎖眼偵察衛(wèi)星，其重量高達(dá)17~19.6噸，而從外觀來看直接就是一臺(tái)軍用版哈勃，你可以想象這種衛(wèi)星基本就是一臺(tái)對(duì)地觀測(cè)的望遠(yuǎn)鏡，或者用能看到遙遠(yuǎn)宇宙的哈勃反過來觀測(cè)地球。

俄羅斯能干擾衛(wèi)星成像拍照嗎？

要回答這個(gè)問題必須來了解下衛(wèi)星的軌道，衛(wèi)星過頂估計(jì)大家應(yīng)該都知道，比如空間站每隔92分鐘繞地一周，但它在一天只能只會(huì)在大致同一區(qū)域內(nèi)過頂一次，假如空間站是一顆偵察衛(wèi)星，那么只要它過頂時(shí)把關(guān)鍵目標(biāo)用篷布遮蓋就看不到了。

不過有一種特殊的衛(wèi)星，比如莫尼亞軌道衛(wèi)星，遠(yuǎn)地點(diǎn)約46000km，近地點(diǎn)約 800km，偏心率約達(dá)0.72，軌道周期12h，每天運(yùn)行兩圈。它可以在一天之內(nèi)大部分時(shí)間都在目標(biāo)上空區(qū)域兜圈子，只要3顆衛(wèi)星即可24小時(shí)不間斷盯著某個(gè)指定高緯度區(qū)域。

另一種則是眼鏡蛇軌道，這是莫尼亞軌道的縮小版，遠(yuǎn)地點(diǎn)大約為2.7萬千米，6 顆衛(wèi)星組網(wǎng)即可實(shí)現(xiàn)中高緯度地區(qū)不間斷覆蓋。

眼鏡蛇軌道（Cobra Orbits）

所以各位估計(jì)就明白了，只要目標(biāo)位于某個(gè)高緯度熱點(diǎn)區(qū)域，比如俄羅斯全境，那么是沒有地方可以躲藏的，因?yàn)樾l(wèi)星就在頭頂上，不過莫尼亞軌道在熱地區(qū)域上空保持24小時(shí)存在時(shí)有一個(gè)缺點(diǎn)，距離太遠(yuǎn)！因此接下來就要篩選下各種衛(wèi)星的“限制”使用的范圍。

哪種衛(wèi)星圖像對(duì)俄羅斯“傷害”最大？

光學(xué)偵察衛(wèi)星，比如像KH-11這一類，或者像高分商業(yè)衛(wèi)星，這些高度在200~300千米左右，了不起600~800千米的太陽同步軌道。

這些衛(wèi)星無法高軌，因此過境時(shí)間很快，也不可能全天24小時(shí)盯著某個(gè)熱點(diǎn)區(qū)域，即使搞一個(gè)星座也只能每隔幾個(gè)小時(shí)刷新一次，因此一定會(huì)有一個(gè)間隔，這是可以計(jì)算出來的，比如某些絕密飛行器的測(cè)試可以在這時(shí)間段或者在夜間完成，避免被拍攝到。

但紅外衛(wèi)星明顯不在意白天還是黑夜，測(cè)試這些飛行器會(huì)產(chǎn)生大量的紅外輻射，所以可能會(huì)被發(fā)現(xiàn)，但沒有可見光波段的外形，誰都分不出這是什么玩意兒。

電磁波段的合成孔徑雷達(dá)，這種基本都是測(cè)繪地形或者掃描某個(gè)區(qū)域，處理周期稍長(zhǎng)，但其不受天氣以及白天黑夜的影響，比如PredaSAR公司正在打造其48顆合成孔徑衛(wèi)星的星座，估計(jì)對(duì)全球刷屏一次也用不了多久。但要是不讓SAR衛(wèi)星看到也簡(jiǎn)單，不要讓雷達(dá)波穿透即可。

而那種莫尼亞軌道的早期紅外預(yù)警衛(wèi)星（主要預(yù)警彈道導(dǎo)彈）幾乎是無法避開的，它過頂偵察時(shí)軌道極高，而且只要三顆衛(wèi)星就能滿足24小時(shí)不間斷觀察，怎么防止？只能用潛艇前出攻擊，讓對(duì)方?jīng)]有時(shí)間反應(yīng)。

能干擾衛(wèi)星偵察嗎？

干擾完全是沒問題的，比如重要目標(biāo)附近設(shè)置過頂偵察閃光干擾，或者激光致盲衛(wèi)星，因?yàn)閭刹煨l(wèi)星本身就是一個(gè)超級(jí)大鏡頭加高分辨率的嬌氣CCD，激光一閃就會(huì)亮瞎眼，可能造成半永久以及永久損傷，也就是說一顆價(jià)值數(shù)億美元的高分偵察衛(wèi)星就廢了，成本最低。

合成孔徑雷達(dá)能被干擾嗎？

當(dāng)然能，可以分析了SAR回波信號(hào)，設(shè)置干擾機(jī)對(duì)SAR形成欺騙干擾，也就是說可以偽造一個(gè)SAR的回波，讓SAR衛(wèi)星“以為”這里有一個(gè)目標(biāo)或者沒有目標(biāo)，這種技術(shù)也是存在的，當(dāng)然還有反干擾，就像雷達(dá)和電子干擾以及反干擾一樣的技術(shù)。

當(dāng)然終極技術(shù)就是干掉衛(wèi)星

首先我們要確認(rèn)一點(diǎn)，如果在近地軌道上對(duì)一國(guó)領(lǐng)土進(jìn)行偵察是合法行為，因?yàn)樵诳ㄩT線以上就不算領(lǐng)空了，所以就算敵國(guó)衛(wèi)星在“偷偷”的拍攝也不算偷拍，只能算是合理窺探。

光學(xué)和紅外偵察衛(wèi)星，用激光致盲確實(shí)沒有問題，但雷達(dá)衛(wèi)星就沒啥效果了，那么只剩下一種途徑，硬殺傷！比如超強(qiáng)激光武器直接摧毀其太陽能電池或者發(fā)射電磁波的天線，功率也不需要很大，燒幾個(gè)孔基本就報(bào)廢了！

不過激光受天氣以及距離影響比較大，而且長(zhǎng)距離后光斑發(fā)散，能量難以集中等，另外莫尼亞軌道衛(wèi)星更是遠(yuǎn)達(dá)數(shù)萬千米，激光實(shí)在是不太夠得著，不過這類在北半球高軌道的衛(wèi)星在南半球軌道很低，可以前出攻擊！

還有一種則是成本比較高的反衛(wèi)星導(dǎo)彈攻擊，激光攻擊還可以賴賬，比如死不承認(rèn)！但導(dǎo)彈攻擊留下的痕跡就比較大了，導(dǎo)彈軌跡以及攻擊后的碎片影響等，假如真發(fā)生了三次大戰(zhàn)，臉皮都撕得不能再撕的時(shí)候，也許這種攻擊真的就會(huì)發(fā)生！