(聲明：刊用中國《新聞周刊》稿件務經書面授權)
最先進的軍用間諜衛星影像足以看清地面上士兵手中槍的型號，還能看見報紙的標題；但要說今天的世界上已經沒有任何秘密，依然是夸大其詞。
各國軍用間諜衛星(也稱偵察衛星)影像一直屬最高機密。由此產生的神秘感，令有關衛星影像的神話四處流傳。如美國記者多爾·邁德爾的一篇報道稱：一顆運行在160公里高度軌道上的美國偵察衛星拍攝到一艘俄羅斯戰艦，照片放大以后，清楚得可以看到甲板上的螺栓，而站在旁邊的一個水兵在看報紙，報頭的《真理報》字樣居然也歷歷在目。一位寫小說出身的中將說，在美國高科技間諜衛星24小時的嚴密監視下，今天的世界上已經沒有任何秘密可以隱藏。
這樣的描述讓世人震驚。事實是這樣的嗎？
衛星的“眼睛”
過去影像衛星都是采用特制的膠片相機，照完后的膠片裝入返回艙送回地面，所以獲取影像的周期很長。這些照片俗稱衛星照片。
但近20年交付用戶的影像衛星大都是采用特制的數字(數碼)相機，獲取的圖像多是數字信息，可以直接用電波發回地面，所以獲取影像的周期從數月、數天大幅度縮短到數小時甚至更短，同時也便于用電腦處理和分發。
但這些數字信息要在計算機或其他相關設備上才能看到相應的影像，所以如今一般稱衛星影像而不再稱之為衛星照片。相應的偵察衛星也改稱影像衛星。
地面分辨率是衡量光學影像衛星技術水平的重要指標。分辨率是指在影像中，將兩個物體分開的最小間距，而不是能看到的物體的最小尺寸。例如Google“衛星地圖”上的分辨率大約為1米。也就是說兩個人相距1米以上時，在影像中就可以看到分開的兩個人，當兩個人距離小于1米時，兩個人的影像將合為一體，在影像中只能看到1個點。
一個平面尺寸為1米左右的目標，在地面分辨率為1米的影像上，只是一個像點，一般來說，不管把影像放大多少倍，它只是一個像點。但是地面分辨率并不反應能從影像上所“看見”的地面物體的最小尺寸，1米分辨率的可見光衛星影像中，完全可以看到垂直投影尺寸遠小于1米的人，卻看不見尺寸遠大于1米的綠地中的綠色帳篷。
在絕大多數情況下，人們都是采用光學影像衛星獲取地面信息。這些衛星擁有特長焦距相機，焦距都在2米以上，目前最大焦距已長達6米，相當于大倍數望遠鏡。美國的“快鳥”等民用高科技影像衛星分辨率為0.6～1米，可以看見天安門廣場上垂直投影小于0.5米的游人、北京馬路上寬度小于0.2米的分道線，在光照和天氣良好時甚至可以看見細細的高壓線。
美國軍用高科技影像衛星的性能當然遠遠高過民用衛星，看到俄羅斯戰艦甲板上的大號螺栓的確沒有問題。
光學影像衛星一般采用橢圓形軌道，如美國軍方“KH-12(高級鎖眼)”可見光間諜衛星便運行在近地點322公里、遠地點966公里的太陽同步軌道上。影像衛星運行到其軌道近地點時，拍攝正下方地面的影像分辨率最高，其數值就是該影像衛星的最高分辨率。但多數目標區不會恰好位于影像衛星軌道近地點正下方地面上，所以影像衛星往往不得不在較遠的距離上傾斜拍攝目標區的地面影像，結果影像衛星拍攝的多數影像的分辨率遠遠低于其最高分辨率。
目前，美國的”KH-12“間諜衛星是世界上最先進的影像衛星，其分辨率已達到0.01～0.05米，有“極限軌道平臺”之稱。然而，這只是它的最高分辨率，實際上它的絕大多數影像根本達不到這一指標。
從“看見”到“看清”
顯然，從衛星影像上僅僅發現目標還遠遠不夠，往往還需要具體識別出目標軍用或民用的身份，以及目標的型號，甚至當前狀況。軍事上對地面偵察共分為四級。第一級是發現，從影像上僅僅能判斷目標的有無，例如海面上有無艦船，地面上有無可疑物體；第二級是識別，能夠粗略辨識目標種類，例如是人還是車，是大炮還是飛機；第三級是確認，從同一類目標中指出其所屬類型，例如車輛是卡車還是公共汽車，海上艦船是油輪還是航母；第四級是描述，能識別目標上的特征和細節。例如能指出飛機、汽車的型號和艦船上裝備的導彈種類等。在這四級中，“發現”(看見)所要求的地面分辨率最低，“描述”(看清)所要求的地面分辨率最高。
其實，分辨率30米的偵察衛星就可以發現港口、基地、橋梁、公路或水面航行的艦船等較大目標。3～7米分辨率就可以發現雷達、小股部隊、導彈基地、指揮所等較小的目標。1米分辨率的Google“衛星地圖”上，可以清晰地“識別”城市建筑物和道路以及汽車，可以找到本刊編輯部的房子，指出我們辦公室的位置。當然也可以“確認”航空母艦、飛機、坦克。至于美國最先進的軍用間諜衛星最高0.01～0.05米分辨率的影像，則足以“描述”地面上的士兵手中槍的型號，“看見”報紙的標題。但所謂美國衛星可以看見當今地面上的一切，例如士兵有沒有刮胡子，以及“看清”地面上報紙的標題等聳人聽聞的報道卻是夸大其詞。如果要從衛星影像上看清(不只是“看見”)報紙的標題，其地面分辨率必須達到0.003米，而這在目前是辦不到的。
另外，目前影像衛星可以向下垂直拍照，也可以左、右、前、后傾斜拍照，所以很容易照到建筑物等垂直物體的側面，以及其他地方。相對而言建筑物南面光照比北面好得多，衛星拍到房子南面窗前的物體也不奇怪，但由于分辨率的限制，以及窗玻璃的影響，還是難以看清南屋里的秘密。某些部隊，在軍營和野營的地面以及墻壁上搞許多不必要的花花草草，以及醒目的大標語和圖形，這確實會引導影像衛星輕易發現其位置。
影像衛星并非萬能
今天的影像衛星一般都能同時獲取多個光譜的影像。其中紅外影像可以揭露偽裝，以及識別目標的真假。例如一些淺層的地下工事在可見光影像中無法看到，在紅外影像中卻清晰可見。而老式充氣坦克在紅外影像中也很容易和真坦克區分開來。不過紅外影像目前的分辨率一般低于可見光影像。
雷達影像(成像)衛星可以在完全無光的黑夜工作，也可以穿透云層和煙霧發現地面目標，甚至可以穿透一定厚度的地層發現地下目標，是目前新一代影像衛星。不過它目前的分辨率也遠遠低于光學影像衛星，不利于目標識別。
目前各國仍在軌道上運行的高分辨率的影像偵察衛星總共接近10顆。光學影像衛星一般只能獲得衛星下方一定范圍內的地面影像；同時影像衛星不能像通信衛星那樣懸在某一地點上空不動，而是繞著地球運行。如著名的美國“KH-11” 高科技影像偵察衛星，繞地球轉一圈周期約為97分鐘。影像衛星的運行軌道一般是可以預測預報的，因此，在沒有影像衛星從頭頂附近經過時，采取軍事行動就不會被影像衛星看到。
影像衛星經過目標區時，如果空中正好有云霧或有嚴重的大氣污染，那么影像衛星就很難獲得地面清晰的可見光影像。云霧或嚴重大氣污染對紅外攝影也有一定影響。充分利用云霧或嚴重大氣污染，以及人工煙霧遮蔽，可以大幅度減小軍事行動被影像衛星看到的機率。
(感謝中科院遙感衛星地面站胡詢的協助)
【來源：中國新聞周刊；特約撰稿/遠林】
