Winkelauflösung

Winkelauflösung bezeichnet die Fähigkeit eines Bild- oder Beobachtungssystems, zwei Objekte zu unterscheiden, die sich in einem kleinen Winkel zueinander befinden. Sie entspricht dem kleinsten Winkelabstand, der noch aufgelöst werden kann, und wird üblicherweise in Radiant, Bogensekunden oder Grad angegeben. Der Begriff findet Anwendung in Optik, Astronomie, Kamera- und Radarsystemen sowie in der Fernerkundung, wo die Winkelauflösung beschreibt, wie fein eine Szene in Winkeln erfasst wird.

In der Optik und Astronomie ist die theoretische Grenze durch die Beugung gegeben. Bei einer kreisförmigen Öffnung mit Durchmesser D und Licht der Wellenlänge λ beträgt der minimale auflösbare Winkel ungefähr θ ≈ 1,22 λ / D (Beugungslimit nach Rayleigh). In Interferometersystemen hängt die Auflösung vom Verhältnis λ / B ab, wobei B die Baseline ist: θ ≈ λ / B. Praktische Systeme erreichen oft nicht die Beugungslinie aufgrund von Aberrationen, atmosphärischer Turbulenz und weiteren Konstruktionsbeschränkungen.

In der digitalen Bildgebung und Fernerkundung wird die Winkelauflösung oft als der Winkel beschrieben, der von einem einzelnen Detektor-Element oder Pixel abgedeckt wird, also θ_pixel ≈ FOV / N, wobei FOV das Sichtfeld und N die Auflösung in einer Dimension ist. Dies bestimmt, wie klein ein Merkmal sein muss, um eindeutig abgebildet zu werden. In der Praxis beeinflussen Pixelgröße, Abtastung und Plattformstabilität die effektive Winkelauflösung.

Der Begriff wird disziplinübergreifend verwendet und ist von der räumlichen Auflösung im Gelände zu unterscheiden, die Bodenauflösung oder Bodenmaß beschreibt. Eine höhere Winkelauflösung ermöglicht die Unterscheidung feiner Winkelstrukturen und die Trennung benachbarter Quellen.