衛星在太空能看清地面，依賴有一套先進的衛星電子探測系統、和地面基站的操作程式。

衛星在數萬米太空能看清地面街景、人像、樹木花叢，得益於它的衛星電子探測器。

衛星電子探測器由光學感測器、高分辨相機、長焦距的太空望遠鏡頭等裝置組成，也稱衛星相機(CCD)。是用多塊獨立的電子耦合器形成“畫素陣列”而合成的高畫素“數碼相機”，然後利用照相機原理進行光學探測和拍照。

衛星相機的解析度離不開極高的畫素支援。畫素是組成數字影象的最小單元，畫素的個數越多可挖掘的資訊量越大。

美國的哈勃天文望遠鏡、畫素高達32億，可探測到一百億光年的星體。現在的衛星相機輸出畫素都可在億位數以上，當它們以視場角60度攝錄時、單張像片能覆蓋40～70公里，解析度可以精確探測到地面20釐米以下的物件。甚至探測出地面所用手機型號、看清一枚硬幣，同時能跟蹤65個動態目標。

屬於衛星光學遙感範疇的光學相機、因採用高感光的長焦距天文望遠鏡頭，極大的提升了對地面兩個物體間差距的解析度，其多光譜的分辯能力優勝於全色或多譜的解析度。能做到在萬里的太空之外對地物皆知。

衛星從發射升空進入相應高低不同軌道，通常以7.5Km/S的軌道速度飛行。會自動消除大氣阻力、太陽和風的壓力進行設定的高度、軌道、恣態的調整，在確定時間內通過指定地區拍照。但不是一路狂拍、而需根據地面基站指令“行事”。

當需要衛星拍照時，地面基站控制系統會發出指令，讓衛星何時何地拍照、明確拍攝的指定物件。並根據北斗或GPS告知的衛星在太空的確切位置、測量出太陽和衛星相對地球的角度，決定衛星拍攝的曝光時間，讓衛星上的星像跟蹤儀校準好照相機的位置和角度。

此時，衛星上的相機巳調整和排列完畢。衛星越過拍攝目標如上海環球金融中心時，衛星的反應輪即會轉動、給它確定方向，臨近適當位置、反應輪會反向運動讓衛星懸停在空中旋轉，調整排列好的相機即可對特定目標連續不斷地進行掃描和拍照，產生高畫素的圖片。

拍攝好的影象檔案、先由資料處理裝置加以壓縮，資料量可達數十億位元組的資料、原先都是儲存在衛星兆級固態驅動器上，然後定時下傳，現在的技術巳實現了實時的隨拍隨傳。

而衛星每天通過無線電波向地面站下載的加密影象資料，經基站解碼、調製解調後就成了衛星看清地面拍攝的圖片了。

中國於2019年11月3曰發射的高分七號衛星、搭載了雙線立體相機和鐳射測高儀，巳能拍攝10億畫素的地面“3D成像”，不僅能看到地面物體色彩深淺、物體大小、還能看到高度，獲得高清大視場影象，使地物資料資訊更加豐富，大幅提升了中國衛星對地觀測與立體觀測水平。

（話題：衛星為什麼在那麼高的太空能看清地面？）

簡單來說，就是通過“光子”的持續量衝擊，開闢出了一條近似直線的通道。

再利用“對應的“光子撲獲裝置”，來獲得對應反彈光子，獲得、撲獲數量越多，清晰度越高！

而在這其中牽涉到三個非常重要的因素，也就是決定清晰度的關鍵因素：

1、發射“光子；光波（電波）”的強度，物質分佈密度。（並非越強越好，這需要考慮經過中間大氣層的力量緩衝度和真正到達對應觀測、觀察物體表面（及其透射內部）時的光束（光波），光子分佈密集度，及其速度。因為這些會直接影響反射到達衛星撲獲光子裝置時光子的總量等。

2、發射裝置與接收裝置的角度大小，這會在某些情況下，影響接受效果！（有時會角度大比角度小的時候接收效果更好——這取決於對應“光子”通過路徑的空間中物質的分佈情況與熵值大小）。

3、在以上條件都相同的前提下，那麼更細微、更密集網狀結構的“光子”撲獲裝置，就能提供對應照射、探測物體的清晰度。（已知最佳的材料就是“碳類材料”）

在以上三個條件中，前兩者在現階段是可以持續改進、提升的，後一種短期內提升幅度空間有限！

當然還存在其它一些方法。

……

2018、6、22

衛星他是一個裝置而已，他在高空看清地面當然也是鏡面變焦而已。如果現在的人類在太空看地面可能達不到，這就說人類的元素沒有達到標準的符合，為了以後人類的元素達到百上可以實現看輕任何的物質，現在人們只不過26種左右的元素，缺乏的很多很多，就說是錢文明他們的元素早已達標，而且冷熱都沒有感覺，何況他們的眼睛都是很大，他們在任何的天體都能看到地球一清二楚。這就是人體未來變化的元素效率，當然祖先史前文明給地球人類早已準備好白種的元素，這也是未來人類必備的所用。所以說人類必須要理解史前文明的苦心，更要理解他們的真實的存在性，如果人們都以心來對待就能共振所是近的瞭解，希望人們理解他們的真實客觀性的存在，他們在幫助地球人類的各種發展空間生存的元素給人類造福，而且起主導性的意義的作用，有了這些元素再遠再高都能看得見，西遊記是一個科幻片內涵深奧的意義，就是告訴大家，猴的眼睛就是千里眼意義所在，也是給人們的一個重要的提示。謝謝！

衛星是指圍繞一顆行星按閉合軌道做週期性運動的天然天體，比如月亮就是地球的衛星。題目中所說的衛星指的是人造衛星，是由人類建造，類似天然衛星一樣繞地球或其他行星運動的航天器。目前大多數的人造衛星都是人造地球衛星，也有部分的人造火星衛星。

地球同步軌道顧名思義與地球自轉週期相同的軌道。太陽同步軌道是繞著地球自轉軸，方向與地球公轉方向相同，旋轉角速度等於地球公轉的平均角速度(360度/年)的軌道，它距地球的高度不超過6000千米。極地軌道是繞過地球兩極上空的軌道，可以俯視整個地球表面，氣象衛星、地球資源衛星、偵查衛星等常用此軌道。

人造衛星的高度從一百多公里到8萬多公里不等，為了能看清地面，完成各種專業的工作，衛星上裝備著各種千里眼——高解析度相機和遙感裝置。

衛星上可見光學遙感相機與常用的照相機原理相通，只不過焦距長，通光口徑大。如貝克和努恩設計的人造衛星跟蹤相機，採用50釐米焦距、50釐米口徑的施密特光學系統。大鏡頭意味著材料和製造工藝的提升，科學家研製出電荷耦合器模擬合成孔徑的相機，俗稱CCD相機。為了拍攝清晰的影象，需使用計算機進行處理，疊加合成多張照片，採用光學校正、地形匹配等處理，從而形成我們常見的高清衛星照片。

衛星能看清楚地面，與照相機的解析度也息息相關。衛星照相機的地面解析度是指衛星遙感影象能夠將兩個物體分開的最小距離。如果一副衛星圖片的解析度是1米，表示地面1平米的區域在影象上是一個畫素點，即使放大也仍是一個點。一般物體尺寸是衛星地面解析度的3~5倍時才能可識別。

1）衛星那麼高能看清地面說白了它和人用顯微鏡觀看手上的細菌和細胞差不多。

衛星

顯微鏡

2）對於我們手上微小的細菌來說，我們根本看不見它們。

手上的細菌

4）我們眼對於我們手上的細菌，在細菌看來很遙遠很遙遠，就像我們眼在我們銀河系的中心那麼遠，怎麼能見它們。

我們的手離我們眼在我們看來不遠，在手上的細菌看來遠

手

我們的眼看我們的手不遠

眼

5）我們的銀河系中心看我們地球不遠，黃色的中心

銀河系

我們的地球看我們銀河系中心也不遠，地上的人看就遠了。

地球

6）顯微鏡對於它們來說，確實在太空中。估計人類的衛星可能是望遠眼+顯微鏡=二合一既能望遠又能放大的儀器。

望遠鏡

7）望遠鏡+顯微鏡=太空望遠放大鏡（天文望遠鏡）

天文望遠鏡

8）這種望遠鏡美國有一臺叫哈勃望遠鏡，是尋找星系，星座，想探尋宇宙的邊緣研發的。

哈勃太空望遠鏡

哈勃太空望遠鏡拍的星雲照片

9）之後又研發一臺叫怕克太陽探測器的太陽望遠顯微鏡，是為觀察太陽表面太陽風及活動研發的。

帕克太陽探測器

大家都知道，地球有月球這個天然衛星圍繞，而生活中我們經常提到的衛星，其實是人造衛星。那麼，為什麼這些人造衛星在那麼高的太空中能看清楚地面上的情況呢？

就像我們日常拍照的時候，距離太遠的話就要放大來拍，可放大後畫面就變得很模糊，看起來效果特別不好，這就是因為我們用的照相機或者手機的解析度太低，達不到遠距離拍攝的要求。而衛星上的照相機是經過研究而製作的，具有超出普通相機很多倍的解析度，所以我們能清楚的在那些太空中拍出的照片中看到地面上的物體。

其次，隨著空間技術在各國的不斷髮展,對遙感裝置的要求也越來越高，衛星上的相機在改革創新方面需要考慮很多問題，拿長焦距的光學系統設計來說，長焦距需要加長一點，通光的口徑也需要加大。這個原理和普通相機一樣，焦距長了，通光口徑大了，拍到的影象就更加清晰。

衛星可分為好幾種，如：

光學偵查衛星，安裝有光學攝像機，主要用於可見光超清拍照。既然是可見光拍照，那麼就容易受到天氣的影響。

雷達偵查衛星，安裝有合成孔徑雷達，可以全天候偵查，不受環境的影響。

紅外偵查衛星，安裝有紅外探測器，主要用於探測洲際彈道導彈。

正常而言，相同技術條件下，衛星距離地面越低，偵查的就越清晰，反之越模糊。

而不同種類衛星的軌道高度也不一樣，偵查一類衛星的軌道高度一般距離地面200千米~250千米左右。不過像地球同步軌道光學偵查衛星，位於距離地面3.6萬千米的同步軌道上。

早期偵查衛星的解析度普遍在10米以上，而如今的解析度已經下降到1米以下。在雷達，光學等偵查衛星的共同作用下，基本上是不會有任何假偽裝逃脫偵查衛星的偵查。

既然，偵查衛星的解析度非常高，那麼，衛星上面的偵查裝置，又是憑藉著什麼技能，可以達到這麼高的解析度呢？下面就依次來分析一下，各型偵查衛星所使用的高階技術以及必備的裝置。

光學偵查衛星所安裝的主要是CCD可見光攝像機。所謂的CCD攝像機指的就是電荷藕荷原件，透過上面整齊排列許多的電容，來感應光線的變化，並將影像轉變成數字訊號，從而進行資料傳輸等一系列動作。

也就是說，CCD攝像機上面感光電容的數量越多，其解析度就越高。而感光電容是透過鏡頭來感受光線的，這也就是間接說了，衛星上面所搭載的CCD攝像機物鏡的孔徑越大，解析度也就越高。所以說，如今的光學偵查衛星安裝的CCD攝像機的物鏡孔徑都比較大。

另外，如今的光學偵查系統都採用了反射式結構。主要是因為傳統的透鏡系統焦距較短，導致解析度較低。另外，光學玻璃還有力學，熱學效能欠佳，產生色差等缺點。

所以說，偵查衛星的光學系統就採用了長焦距反射式光學結構設計。在反射式光學結構中，反射鏡全部替代了傳統透鏡組中的凸透鏡，凹透鏡，透鏡。

也就是說，偵查衛星的解析度是由其主鏡頭的孔徑和焦距共同決定的。

比如說：鎖眼-12光學偵查衛星的物鏡孔徑就達到了3米，而整個攝像系統的長度達到了11米。在長焦距和大孔徑的共同作用下，鎖眼-12偵查衛星的對地成像的解析度高達0.1米。在現有的偵查衛星中，處於絕對的領先地位。

雷達偵查衛星的偵查解析度，主要是由其搭載的合成孔徑雷達的效能決定。

合成孔徑雷達具備高解析度的特點，主要是利用雷達與目標的相對運動，把尺寸較小的真實天線孔徑，用資料處理的方法，合成為較大的等效天線孔徑的雷達。合成孔徑雷達，可以在能見度極差的氣象條件下，得到類似光學偵查衛星的高解析度雷達影象，基本上是不會受到天氣變化的影響。

而合成孔徑雷達的解析度與脈衝寬度，脈衝持續時間有較大的關係。一般來說，脈衝寬度越窄解析度越高，持脈衝持續時間越長，解析度也越高。現役的雷達偵查衛星的解析度也可以達到1米以下。與頂尖的光學偵查衛星相比，也沒有多大的差距。

相對於光學偵查衛星和雷達偵查衛星來說，紅外偵查衛星對解析度就沒有那麼高的要求了。因為紅外偵查衛星主要的探測目標是洲際彈道導彈，而不是地面目標。

紅外偵查衛星安裝有掃描型紅外探測器和凝視型紅外探測器。掃描型紅外探測器是用來廣域的探測處於助推段的洲際彈道導彈。當掃描型紅外探測器，發現助推段的洲際彈道導彈時，就由凝視型的紅外探測器，將目標拉近，放大以獲取洲際彈道導彈的具體資訊，並傳回給地面控制中心。

一般來說，掃描型紅外探測器的探測距離可達上萬千米，而凝視型紅外探測器的解析度可以達到10米以下，基本上具備了區分洲際彈道導彈型號的能力。

而天基紅偵查衛星的紅外探測器主要有工作在短紅外（波長1微米~3微米）的掃描型； 中紅外（波長4微米~16微米）的凝視型；可見光波段（0.3微米~0.7微米）。也正是在多種紅外探測器的共同作用下，使得天基紅外預警衛星可以及時準確的探測到洲際彈道導彈。

綜合來看，可見光偵查衛星，雷達偵查衛星，紅外偵查衛星的解析度還是比較高的。