(Strafverfahren), hat sich ergeben: A.- Das Bezirksamt Lenzburg verurteilte X._ mit Strafbefehl vom 6. Dezember 1999 wegen Überschreitens der zulässigen Höchstgeschwindigkeit auf der Autobahn zu 21 Tagen Gefängnis, unter Gewährung des bedingten Strafvollzugs, sowie zu einer Busse von Fr. 1'500.--. Es ging davon aus, X._ sei am 11. Oktober 1999, um ca. 00.41 Uhr, mit seinem Personenwagen Citroën XM mit massiv übersetzter Geschwindigkeit auf der A1 zwischen Zürich und Bern unterwegs gewesen. Auf der Höhe der Verzweigung Birrfeld bei Mülligen seien zwei Polizeibeamte, die mit ihrem Dienstfahrzeug von der A3 in die A1 einmündeten, auf den Citroën aufmerksam geworden und hätten in der Folge bei diesem Fahrzeug über eine Distanz von 4256 m eine sog. Nachfahrkontrolle mit einem Geschwindigkeitsmessgerät vorgenommen. Die Messung habe für den von X._ gelenkten Personenwagen eine Geschwindigkeit von 203 km/h ergeben. Damit sei - nach Abzug einer 10%igen Messtoleranz von 21 km/h - die auf Autobahnen zulässige Höchstgeschwindigkeit von 120 km/h um 62 km/h überschritten worden. X._ erhob gegen den Strafbefehl Einsprache. Er gab an der ersten Hauptverhandlung vor dem Bezirksgericht Lenzburg am 10. Februar 2000 zu Protokoll, in seinem Fahrzeug hätten sich zur fraglichen Zeit noch zwei Mitfahrer befunden, und beantragte, diese seien als Zeugen vorzuladen. Das Bezirksgericht führte daher am 6. April 2000 eine zweite Hauptverhandlung durch, an der die beiden Mitfahrer sowie die beiden Polizeibeamten als Zeugen einvernommen wurden. Mit Urteil vom gleichen Tag sprach es X._ des Überschreitens der zulässigen Höchstgeschwindigkeit auf der Autobahn schuldig und bestrafte ihn mit 21 Tagen Gefängnis, unter Gewährung des bedingten Strafvollzuges, sowie mit einer Busse von Fr. 1'500.--. Die vom Angeklagten gegen das Urteil des Bezirksgerichts eingereichte Berufung wies das Obergericht des Kantons Aargau am 18. Dezember 2000 ab. B.- Mit Eingabe vom 1. Februar 2001 liess X._ gegen das Urteil des Obergerichts durch seinen Anwalt staatsrechtliche Beschwerde beim Bundesgericht erheben. Er beantragt, der angefochtene Entscheid sei aufzuheben und die Sache sei zur Neubeurteilung an ein neutrales Gericht zurückzuweisen. C.- Die Staatsanwaltschaft und das Obergericht des Kantons Aargau verzichteten auf eine Vernehmlassung. 