近日，齊魯衛星通過其公號發文【來而不往，非禮也】，稱齊魯一號衛星對美國諾福克港停靠的尼米茲級航母進行了時序拍攝，“航母甲板上的接縫細節清晰可見”。這是對新航母“福建艦”下水之後被美國MAXAR衛星跟拍的一個回應。
右下為齊魯一號衛星對美航母成像
有朋友看了圖像之後說，齊魯衛星這是吹牛吧？圖像是黑白的，還模模糊糊，怎麼能跟人家高清大圖相比？
在大多數衛星地圖上，我們常常能看到高清航母圖像，就拿美國諾福克港的這兩艘航母來說吧，其中一艘CVN69“艾森豪威爾號”放大之後是這樣的：
CVN69航母“艾森豪威爾號”
雖說看不見甲板焊縫，但着陸區四條攔阻索清晰可見，說明圖像的分辨率已經達到厘米級了。
反觀齊魯一號拍攝的衛星照片，我們能分辨出航母四座彈射器以及擋焰板，卻無法看清攔阻索，更不用說“接縫細節”了，或許齊魯衛星在公號上發布的僅為低分辨率圖像，並非其最高清版本。
齊魯一號對美航母成像局部
這裡我們就要講一講什麼是雷達成像，齊魯一號衛星究竟有哪些真本事。
與大多數對地觀測衛星不同，齊魯一號衛星是合成孔徑雷達（SAR）成像衛星，這種衛星並不是用我們傳統的攝像頭或別的什麼光學組件拍攝照片，它是靠雷達天線發射和接收電磁波，再經過計算機處理後生成圖像。
雷達通過發射和接收電磁波成像
都說“眼見為實”、“一張圖片勝過千言萬語”，現在光學技術那麼先進，連手機攝像頭都能“拍月亮”，哈勃望遠鏡可以拍到幾百萬光年外的星星，還有人講情報衛星甚至能分辨出地面汽車的車牌，要雷達衛星有什麼用？
這是因為雷達衛星有“絕技”，它能拍到普通光學衛星拍不到的“照片”。
我們在暗夜裡無法看清前方景物，也很難用手機拍出清晰圖像，因為鏡頭與眼睛一樣都依靠物體反射光線來成像。雷達不需要依賴外部光線，它自己能向目標發射電磁波，並且通過有源遠程傳感器接收從目標散射回來的電磁波。
衛星通過雷達向地面發射電磁波脈衝
雷達成像衛星就像是自帶了一支“探照燈”，它不僅能在白天拍攝，也可以在伸手不見五指的夜裡拍攝到地面的圖像，這就是它比光學成像衛星牛X的地方。
大部分的可見光無法穿透雲霧，因此當目標地區陰天、下雨或者有嚴重的霧霾，光學衛星就成了睜眼瞎。雷達成像衛星可以不受雲霧的影響，因為它發出的雷達波可以很容易穿透雲層而不被吸收或散射，無論是濃雲密布或大雨滂沱，在雷達衛星看來都是透明的。
根據雷達波波長的不同，一些衛星甚至能穿透植被和地表，看清楚隱藏在樹林和地下的東西。你往坦克上堆樹枝也許能瞞過光學衛星的偵查，但在雷達衛星看來你就是在裸奔。
光學成像衛星與雷達成像衛星的區別
看得見不等於看得清楚，雷達成像衛星的成像分辨率也與它天線的大小和靈敏度有關。我們沒辦法把衛星天線做到非常大，同時雷達衛星通常在距地面500~800公里的軌道上飛行，這比許多光學遙感衛星的高度都高，照理說它的成像清晰度不如光學衛星。但實際上有些雷達衛星已經能分辨地面毫米級別的物體了，這主要是因為它們採用了合成孔徑雷達技術以及先進的算法。
合成孔徑雷達原理
衛星繞着地球以大約7.6公里/秒的速度飛行，當它接收到前一次發射的雷達波束反射回來的信號時，自己已經向前移動了一段距離；而對於地面同一個目標，衛星會在天空不同位置接收到許多次反射信號，這相當於將衛星天線的面積擴大了許多倍。這些反射信號的每一個“畫面”看起來都像滿屏的雪花點，但將這些信號輸入計算機進行計算之後，就能生成一幅非常清晰的圖像。當然了，由於衛星發射和接收的是微波信號，其中不包含任何“顏色”信息，所以它最後生成的圖像也是黑白的，我們無法從中分辨出物體的色彩。
雷達衛星圖像都是由“雪花點”算出來的
中國的齊魯一號衛星星座就是合成孔徑雷達成像衛星，作為一款商用低成本小衛星，齊魯衛星重量僅約150公斤，跟動輒幾噸十幾噸的軍用衛星相比簡直如果玩具一般，但它工作在頻率很高的Ku波段，拍出來的圖像分辨率已經達到厘米級，能夠在500公里高度分辨出地面的鐵塔和電線。
SAR衛星能分辨出地面的電線
據公開資料，齊魯一號衛星還採用了干涉成像技術，因此它是一顆更先進的“干涉合成孔徑雷達”（InSAR）衛星。通過空間路由器和激光通信機與其它齊魯衛星組網，可以實現對地面目標的快速重訪、多站、干涉、層析、全息等許多應用，不僅獲取的圖像更清晰，還可以捕捉複雜的要素——包括位置、距離、速度和運動方向，對目標變化進行精準測量。
由於金屬物體對電磁波有強反射作用，因此像汽車、飛機、艦船等會被合成孔徑雷達衛星“看得更清楚”，在InSAR衛星圖像中，你甚至能分辨地面建築頂棚石棉瓦的固定螺釘。
CVN75“杜魯門號”航母甲板
諾福克港停靠的另一艘航母CVN75“杜魯門號”的甲板並不是大家想象的那麼平，它上面有許多“補丁”、焊縫和固定艦載機用的系留座等等，這些東西能對電磁波形成更強的散射，從而更容易被雷達衛星成像，齊魯衛星官號稱“接縫細節清晰可見”不是沒有道理。
相比之下，人和樹木之類的非金屬物體就顯得稍模糊，不那麼容易被拍到。
衛星雷達能穿過雲層和黑夜成像
美國的航天科技是世界一流，他們擁有數量龐大的各種偵查衛星，但是我們的衛星技術也不賴。
“齊魯一號”是一顆民用小衛星，它可以全天時、全天候對地觀測，還能對藏在樹林里的車輛、對海面上的艦船進行高精度成像，其拍攝的清晰度能達到“分辨航母上的接縫”，魑魅魍魎都不能逃過它的火眼金睛！
