近日，齐鲁卫星通过其公号发文【来而不往，非礼也】，称齐鲁一号卫星对美国诺福克港停靠的尼米兹级航母进行了时序拍摄，“航母甲板上的接缝细节清晰可见”。这是对新航母“福建舰”下水之后被美国MAXAR卫星跟拍的一个回应。
右下为齐鲁一号卫星对美航母成像
有朋友看了图像之后说，齐鲁卫星这是吹牛吧？图像是黑白的，还模模糊糊，怎么能跟人家高清大图相比？
在大多数卫星地图上，我们常常能看到高清航母图像，就拿美国诺福克港的这两艘航母来说吧，其中一艘CVN69“艾森豪威尔号”放大之后是这样的：
CVN69航母“艾森豪威尔号”
虽说看不见甲板焊缝，但着陆区四条拦阻索清晰可见，说明图像的分辨率已经达到厘米级了。
反观齐鲁一号拍摄的卫星照片，我们能分辨出航母四座弹射器以及挡焰板，却无法看清拦阻索，更不用说“接缝细节”了，或许齐鲁卫星在公号上发布的仅为低分辨率图像，并非其最高清版本。
齐鲁一号对美航母成像局部
这里我们就要讲一讲什么是雷达成像，齐鲁一号卫星究竟有哪些真本事。
与大多数对地观测卫星不同，齐鲁一号卫星是合成孔径雷达（SAR）成像卫星，这种卫星并不是用我们传统的摄像头或别的什么光学组件拍摄照片，它是靠雷达天线发射和接收电磁波，再经过计算机处理后生成图像。
雷达通过发射和接收电磁波成像
都说“眼见为实”、“一张图片胜过千言万语”，现在光学技术那么先进，连手机摄像头都能“拍月亮”，哈勃望远镜可以拍到几百万光年外的星星，还有人讲情报卫星甚至能分辨出地面汽车的车牌，要雷达卫星有什么用？
这是因为雷达卫星有“绝技”，它能拍到普通光学卫星拍不到的“照片”。
我们在暗夜里无法看清前方景物，也很难用手机拍出清晰图像，因为镜头与眼睛一样都依靠物体反射光线来成像。雷达不需要依赖外部光线，它自己能向目标发射电磁波，并且通过有源远程传感器接收从目标散射回来的电磁波。
卫星通过雷达向地面发射电磁波脉冲
雷达成像卫星就像是自带了一支“探照灯”，它不仅能在白天拍摄，也可以在伸手不见五指的夜里拍摄到地面的图像，这就是它比光学成像卫星牛X的地方。
大部分的可见光无法穿透云雾，因此当目标地区阴天、下雨或者有严重的雾霾，光学卫星就成了睁眼瞎。雷达成像卫星可以不受云雾的影响，因为它发出的雷达波可以很容易穿透云层而不被吸收或散射，无论是浓云密布或大雨滂沱，在雷达卫星看来都是透明的。
根据雷达波波长的不同，一些卫星甚至能穿透植被和地表，看清楚隐藏在树林和地下的东西。你往坦克上堆树枝也许能瞒过光学卫星的侦查，但在雷达卫星看来你就是在裸奔。
光学成像卫星与雷达成像卫星的区别
看得见不等于看得清楚，雷达成像卫星的成像分辨率也与它天线的大小和灵敏度有关。我们没办法把卫星天线做到非常大，同时雷达卫星通常在距地面500~800公里的轨道上飞行，这比许多光学遥感卫星的高度都高，照理说它的成像清晰度不如光学卫星。但实际上有些雷达卫星已经能分辨地面毫米级别的物体了，这主要是因为它们采用了合成孔径雷达技术以及先进的算法。
合成孔径雷达原理
卫星绕着地球以大约7.6公里/秒的速度飞行，当它接收到前一次发射的雷达波束反射回来的信号时，自己已经向前移动了一段距离；而对于地面同一个目标，卫星会在天空不同位置接收到许多次反射信号，这相当于将卫星天线的面积扩大了许多倍。这些反射信号的每一个“画面”看起来都像满屏的雪花点，但将这些信号输入计算机进行计算之后，就能生成一幅非常清晰的图像。当然了，由于卫星发射和接收的是微波信号，其中不包含任何“颜色”信息，所以它最后生成的图像也是黑白的，我们无法从中分辨出物体的色彩。
雷达卫星图像都是由“雪花点”算出来的
中国的齐鲁一号卫星星座就是合成孔径雷达成像卫星，作为一款商用低成本小卫星，齐鲁卫星重量仅约150公斤，跟动辄几吨十几吨的军用卫星相比简直如果玩具一般，但它工作在频率很高的Ku波段，拍出来的图像分辨率已经达到厘米级，能够在500公里高度分辨出地面的铁塔和电线。
SAR卫星能分辨出地面的电线
据公开资料，齐鲁一号卫星还采用了干涉成像技术，因此它是一颗更先进的“干涉合成孔径雷达”（InSAR）卫星。通过空间路由器和激光通信机与其它齐鲁卫星组网，可以实现对地面目标的快速重访、多站、干涉、层析、全息等许多应用，不仅获取的图像更清晰，还可以捕捉复杂的要素——包括位置、距离、速度和运动方向，对目标变化进行精准测量。
由于金属物体对电磁波有强反射作用，因此像汽车、飞机、舰船等会被合成孔径雷达卫星“看得更清楚”，在InSAR卫星图像中，你甚至能分辨地面建筑顶棚石棉瓦的固定螺钉。
CVN75“杜鲁门号”航母甲板
诺福克港停靠的另一艘航母CVN75“杜鲁门号”的甲板并不是大家想象的那么平，它上面有许多“补丁”、焊缝和固定舰载机用的系留座等等，这些东西能对电磁波形成更强的散射，从而更容易被雷达卫星成像，齐鲁卫星官号称“接缝细节清晰可见”不是没有道理。
相比之下，人和树木之类的非金属物体就显得稍模糊，不那么容易被拍到。
卫星雷达能穿过云层和黑夜成像
美国的航天科技是世界一流，他们拥有数量庞大的各种侦查卫星，但是我们的卫星技术也不赖。
“齐鲁一号”是一颗民用小卫星，它可以全天时、全天候对地观测，还能对藏在树林里的车辆、对海面上的舰船进行高精度成像，其拍摄的清晰度能达到“分辨航母上的接缝”，魑魅魍魉都不能逃过它的火眼金睛！
