昨天(2025年12月29日)《新闻联播》播出的画面中,展示了解放军无人机俯瞰台北101大厦的高清画面。

那么问题来了,无人机大约是在多远拍摄的这个照片呢?

本文参考网友的讨论(尤其是来自知乎@风下的魂)和分析,建立一组数学模型来估算这个距离。

图像概述

本文分析的航拍图像由解放军东部战区通过微博视频号发布,相比于文章开头的那幅图信息更多。图像左下角可清晰辨认淡江大桥单塔斜张桥结构,为双地标三角测量法提供了理想条件。

图像参数如下:

参数
数值
图像分辨率
1024 × 569 像素
宽高比
1.80:1
色彩模式
灰度/红外
来源标注
微博视频号 @东部战区

从图中可以得到的可识别地标有:

地标
画面位置
特征描述
台北101
中央偏上
最高建筑物,塔状剪影清晰
淡江大桥桥塔
左下角
单塔斜张桥,拉索可见
观音山
右下角
突出山峰轮廓
淡水河
下半部
蜿蜒河道,可见多座桥梁
不明飞机
右侧云层
疑似民航客机

已知参数

地标高度

地标
符号
高度
数据来源
台北101
509.2 m
官方数据(含塔尖)
淡江大桥桥塔
211 m
2025年9月合龙数据

地标地理坐标

地标
纬度
经度
淡江大桥桥塔
25.165°N
121.415°E
台北101
25.0339°N
121.5645°E

两地标间距离

使用Haversine公式计算球面距离:

代入坐标计算:

数学模型

双地标三角测量原理

设无人机位于海上,到淡江大桥桥塔的距离为 (待求),则到台北101的距离为 

根据透视投影原理,物体在图像中的像素高度与其实际高度成正比,与距离成反比:

两地标的像素高度比为:

距离计算公式

对上式求解 

得到核心公式:

约束条件

为使 ,分母必须为正:

无人机距离台北101大楼有多远?

物理意义:由于无人机在海上(淡江大桥更近),尽管101高度是桥塔的2.4倍,但因距离更远,其表观像素高度受限。

图像精确测量

台北101测量

通过梯度分析法精确定位101边界:

测量项
像素坐标
说明
中心线
x = 488
画面中央
塔尖
y = 118
亮度突变点
底部
y = 295
可见建筑底部
像素高度 p₁ = 177
差值

淡江大桥桥塔测量

从图像左下角测量桥塔:

测量项
像素坐标
说明
中心线
x ≈ 100
画面左下角
塔顶
y = 422
桥塔最高点
塔底
y = 552
接近水面
像素高度 p₂ = 130
差值

像素比计算

验证约束: ✓

距离计算

代入公式计算:

计算结果:

参数
计算值
无人机到淡江大桥 
27.1 km
无人机到台北101 
48.1 km

误差分析

考虑像素测量存在 ±10% 误差,进行敏感性分析:

p₁
p₂
k
D (km)
D+L (km)
159
143
1.11
17.9
38.9
168
137
1.23
21.9
42.9
177 130 1.36 27.1 48.1
186
124
1.50
34.3
55.3
195
117
1.67
46.8
67.7

结果置信区间如下:

参数
最小值
最佳估计
最大值
D (到桥塔)
18 km
27 km
47 km
D+L (到101)
39 km
48 km
68 km
到海岸线
15 km
24 km
44 km

综合结论

基于高清图像的精确测量,得出以下结论:

参数
最佳估计
置信区间
无人机到淡江大桥
27 km
18-47 km
无人机到台北101
48 km
39-68 km
无人机到海岸线
24 km
15-44 km

12海里分析

淡江大桥距海岸线约 3 km,因此:

领海判断

情景
到海岸线距离
与22.22km比较
结论
最佳估计
24.1 km
> 22.22 km
在12海里以外
最小估计
15 km
< 22.22 km
在12海里内
最大估计
44 km
> 22.22 km
在12海里外

结论:根据最佳估计,无人机位于12海里范围之外,但考虑测量误差,不排除在12海里附近的可能性。

模型讨论

双地标法的优点

  1. 不依赖相机参数:无需知道焦距、视场角等
  2. 消除系统误差:两地标同时成像,光学畸变相互抵消
  3. 物理约束明确:像素比有理论上限,便于验证
  4. 可重复性强:任何人测量像素高度即可验证

误差来源

  1. 像素测量误差:约 ±10%
  2. 地标底部遮挡:101底部被城市建筑遮挡
  3. 大气折射:40+ km距离的光线弯曲
  4. 地球曲率:约125 m的视线下沉

本文基于东部战区公开发布的航拍图像进行技术分析。所有计算基于透视几何原理,可由大家独立验证。

测量数据:p₁=177 pixels, p₂=130 pixels, k=1.362计算结果:D=27.1 km, D+L=48.1 km

参考资料:中国军号发布视频,解放军无人机俯瞰台北 101 大厦,哪些信息值得关注? – 风下的魂的回答 – 知乎 https://www.zhihu.com/question/1989061806895952041/answer/1989076456748373389