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上世纪50年代,苏联发射了世界上第一颗人造卫星,标志着人类正式进入太空时代,此后,广袤的太空成为各个国家角力的舞台,太空科技也成为关系到国家安全的战略性技术。
如今,美国、中国、俄罗斯、欧盟无疑是世界上拥有最先进太空科技的国家,尤其是中美两国,引领了全球太空科技的发展方向。
在众多技术当中,利用卫星对地面进行监测拍照无疑具有很难重要的意义,在众多领域都有实用价值,特别是在军事方面,利用卫星可以轻易侦测到对方的军事部署,赢得先机。
美国的卫星,可以清晰的拍摄到地面上汽车的车牌,他们是如何做到的?中国的卫星技术又如何呢?
强悍的美国“锁眼”卫星2019年,美国总统特朗普在社交媒体上发布了一张关于伊朗卫星发射的图片,这张从高空俯拍的图片,后来被证实是美国锁眼卫星的杰作,极高的分辨率让世界各国感到震惊。
美国拥有这样的卫星,就相当于在太空中装上了一双眼睛,时刻都可以盯着你的一举一动,根据美国公布的消息,锁眼卫星的分辨率可以达到10厘米,即便是一辆汽车的车牌,只要他想,就可以清晰的拍摄到。
这无疑极大的提高了美国的侦查能力,使他可以对全球各个地区都进行监测,这样强悍的技术,美国是如何做到的?
二战之后,世界很快进入冷战时期,美苏两国展开了激烈的太空竞赛,并都将太空科技率先运用于军事领域。
1960年,美国发射了一颗名为“锁眼”的卫星,其主要目的就是对地面目标进行拍照监测,这就是美国的第一代锁眼卫星。
虽然当时卫星的分辨率还很低,图像颇为模糊,但已经能够将地面的军事部署呈现在眼前,1962年的古巴导弹危机,锁眼卫星就大显身手,拍摄到了苏联的导弹基地。
这种被称为“太空相机”的卫星成像技术,让美国尝到了甜头,之后不断对锁眼卫星进行升级,如今已经发展到第六代,从最初的简单拍照观测,到现在已经可以实现多源数据融合、高分辨率影像获取和实时传输。
这些技术拓展了锁眼卫星的应用场景,不再局限于对军事装备及人员部署的监测,还可以用于监控国际形势、评估潜在威胁、辅助外交谈判等方面,并快速进行信息传递。
锁眼卫星不断提高成像分辨率,获取高清照片,它采用了先进的光学技术和传感器,并具备多光谱和红外成像能力,在不同的光照条件以及恶劣的气候条件下,都可以进行有效观测。
另一方面则是在图像的自动处理和智能分析方面,取得了领先地位,采用先进的算法,自动提取和识别目标信息,为决策提供帮助。
此外,锁眼卫星还具备实时传输能力,能够将卫星捕捉到的动态信息实时同步给地面,这对于现代军事作战具有很高的价值,可以在千里之外洞悉战场上的瞬间变化。
相比美国的锁眼卫星,我国的观测卫星起步较晚,不过发展到今天,已经在诸多技术上取得了长足进步。
我国的“高分”系列卫星如今学生考试,甚至有人向我国的卫星祈祷,拜托“高分”卫星让自己考个高分,这当然是玩笑话,我国的观测卫星之所以叫“高分”,其实就是高分辨率卫星的意思。
2013年,高分一号卫星成功发射,标志着我国的“太空相机”时代已经来临,虽然比美国晚了50多年,但我国的卫星具有后发优势,不可能再在几十年前的技术上打转,而是从起步开始,就瞄准了世界上的领先技术。
高分一号卫星具有更广泛的覆盖范围,可以对800公里的地面进行监测,仅需4天就可以把地球看个遍,分辨率也达到了2米,虽然不如美国的10厘米分辨率,但却实现了在更宽的覆盖面上进行高分辨率监测的技术,达到世界领先水平。
不久后发射的高分二号卫星,分辨率已经达到1米以内,使我国卫星空间分辨率进入到“亚米时代”。
2016年,高分三号卫星升空,它采用了合成孔径雷达技术,黑夜和云雾都无法遮住它的眼睛,能够实现全天候、全天时观测,广泛服务于我国海洋、减灾、水利及气象等多个行业。
高分四号卫星则是一颗地球同步轨道卫星,可以对地球上的某一目标区域实现持续观测,对于气象研究、灾害预警具有重要意义。
2018年,高分五号、六号卫星分别进入太空,高分五号是我国探测手段最多的光学遥感卫星,也是世界上第一颗大气与陆地综合高光谱观测卫星。高分六号则是一颗真正意义上的农业卫星,为我国宏观决策提供依据。
2019年发射的高分七号卫星是一颗光学立体测绘卫星,可以对目标进行高分辨率的立体测绘,对城乡建设、统计调查等领域起到很大帮助。
高分八号到十四号卫星,则肩负着更多的使命,具体对外公布的信息有限,但仅从分辨率上来说,可以清晰的拍摄到地面上一张A4纸大小的目标,同时达到每微秒一张图像的实时传输性能,就连隐身战机都能锁定。
我国的高分系列卫星,在技术上更强调基于人工智能的研发,在深度学习的基础上,对目标检测和识别方面的潜力巨大。
同时,高分家族的成员各有各的特色,肩负着不同的使命,轨道分布上也不尽相同,这说明我国的观测卫星呈现出多领域共同发展的趋势,军事民用实现了很好的兼顾。
如果非要拿高分卫星和美国的锁眼卫星进行一个比较,只能说两者各有千秋,但有一点是可以确定的,那就是中国的“太空相机”,还在不断取得技术进步,如果其他国家跟不上中国的脚步,迟早会被超越的。
参考资料:
新华网:《“高分家族”添丁 “天眼”监测大气污染——揭秘中国高分五号卫星》
澎湃新闻:《能许愿得高分的卫星?一文科普高分卫星到底是什么!》
观察者网:《分辨率优于1米,高分七号首批影像图来了》
中国军网:《“锁眼”紧盯“眼中钉”》