Войти
Terrain Contour Matching или TERCOM - это навигационная система, используемая в основном крылатыми ракетами. Он использует предварительно записанную контурную карту местности, которая сравнивается с измерениями, выполненными во время полета бортовым радиолокационным высотомером . Система TERCOM значительно увеличивает точность ракеты по сравнению с инерциальными навигационными системами (INS) . Повышенная точность позволяет ракете, оснащенной TERCOM, летать ближе к препятствиям и, как правило, на меньших высотах, что затрудняет обнаружение наземным радаром.
Система Goodyear Aircraft Corporation ATRAN (Автоматическое распознавание местности и навигация) для MGM-13 Mace была самой ранней известной системой TERCOM. В августе 1952 года Командование авиационной техники инициировало скрещивание Goodyear ATRAN с MGM-1 Matador. Это соединение привело к заключению производственного контракта в июне 1954 года. ATRAN было трудно подавить, и его дальность не ограничивалась прямой видимостью, но его дальность была ограничена наличием радиолокационных карт. Со временем стало возможным строить радиолокационные карты из топографических карт.
Для подготовки карт требовалось, чтобы маршрут пролегал самолет. Радиолокатор на самолете был установлен на фиксированный угол и производил горизонтальное сканирование земли впереди. Синхронизация обратного сигнала указывала расстояние до рельефа и давала сигнал с амплитудной модуляцией (AM) . Это было отправлено на источник света и записано на 35-мм пленку, продвигая пленку и делая снимок в указанные моменты времени. Затем фильм можно было обработать и скопировать для использования в нескольких ракетах.
В ракете аналогичный радар дал такой же сигнал. Вторая система сканировала кадры пленки с помощью фотоэлемента и вырабатывала аналогичный сигнал AM. Путем сравнения точек на скане, где яркость быстро менялась, что можно было легко определить с помощью простой электроники, система могла сравнивать левый-правый путь ракеты с траекторией самолета, определяющего путь. Ошибки между двумя сигналами вызвали корректировки в автопилоте, необходимые для возврата ракеты на запрограммированную траекторию полета.
В современных системах TERCOM используется другая концепция, основанная на высоте над землей, над которой летит ракета, и сравнении с измерениями, сделанными радиолокационным высотомером. «Карты» TERCOM состоят из серии квадратов выбранного размера. Использование меньшего количества квадратов большего размера экономит память за счет снижения точности. Создается серия таких карт, как правило, на основе данных со спутников для радиолокации. При полете над водой контурные карты заменяются картами магнитного поля.
Поскольку радиолокационный высотомер измеряет расстояние между ракетой и землей, а не абсолютную высоту по сравнению с уровнем моря, важным показателем в данных является изменение высоты от квадрата к квадрату. Радарный высотомер ракеты передает результаты измерений в небольшой буфер, который периодически "блокирует" измерения в течение определенного периода времени и усредняет их для получения единственного измерения. Ряд таких чисел, хранящихся в буфере, дает полоску измерений, аналогичных тем, которые хранятся на картах. Затем серия изменений в буфере сравнивается со значениями на карте, ища области, где изменения высоты идентичны. Это дает место и направление. Затем система наведения может использовать эту информацию для корректировки траектории полета ракеты.
На крейсерском участке полета к цели точность системы должна быть достаточной только для обхода особенностей местности. Это позволяет картам иметь относительно низкое разрешение в этих областях. Только часть карты для захода на посадку должна иметь более высокое разрешение и обычно кодируется с наивысшим разрешением, доступным для системы спутникового картографирования.
Из-за ограниченного объема памяти, доступного в запоминающих устройствах 1960-х и 70-х годов, и их медленного времени доступа, объем данных о местности, которые можно было сохранить в ракете- размер пакета был слишком мал, чтобы охватить весь полет. Вместо этого были сохранены небольшие участки информации о местности, которые периодически использовались для обновления обычной инерциальной платформы. Эти системы, объединяющие TERCOM и инерциальную навигацию, иногда называются TAINS, от TERCOM-Aided Inertial Navigation System.
Преимущество систем TERCOM заключается в том, что они обеспечивают точность, не зависящую от продолжительности полета; инерционная система медленно дрейфует после «фиксации», и ее точность ниже на больших расстояниях. Системы TERCOM получают постоянные исправления во время полета и, следовательно, не имеют дрейфа. Однако их абсолютная точность основана на точности информации радиолокационного картирования, которая обычно находится в диапазоне метров, и способности процессора достаточно быстро сравнивать данные высотомера с картой по мере увеличения разрешения. Это обычно ограничивает системы TERCOM первого поколения целями порядка сотен метров, ограничивая их использованием ядерных боеголовок. Использование обычных боеголовок требует большей точности, что, в свою очередь, требует дополнительных оконечных систем наведения.
Ограниченные системы хранения данных и вычислительные системы того времени означали, что весь маршрут должен был быть заранее спланирован, включая точку его запуска. Если ракета будет запущена из неожиданного места или улетит слишком далеко от курса, она никогда не пролетит над объектами, включенными в карты, и будет потеряна. Система INS может помочь, позволяя ему долететь до общей области первого патча, но грубые ошибки просто невозможно исправить. Это сделало ранние системы на базе TERCOM гораздо менее гибкими, чем более современные системы, такие как GPS, которые могут быть настроены для атаки в любом месте из любого места и не требуют предварительно записанной информации, что означает, что они могут цели непосредственно перед запуском.
Улучшения в вычислениях и памяти в сочетании с доступностью глобальных цифровых карт высот уменьшили эту проблему, поскольку данные TERCOM больше не ограничиваются небольшими участками, а доступность Радар бокового обзора позволяет собирать контурные данные ландшафта на гораздо больших площадях для сравнения с сохраненными контурными данными.
DSMAC был ранней формой искусственного интеллекта, который мог направлять ракеты в реальном времени с помощью входов камеры для определения местоположения. DSMAC использовался в Tomahawk Block II и далее и успешно зарекомендовал себя во время первой войны в Персидском заливе. Система работала, сравнивая входы камеры во время полета с картами, рассчитанными по снимкам со шпионских спутников. Система DSMAC AI вычисляла контрастные карты изображений, которые затем объединяла в буфере и затем усредняла. Затем он сравнил средние значения с сохраненными картами, предварительно рассчитанными на большом мэйнфрейме, который преобразовал спутниковые снимки-шпионы, чтобы смоделировать, как маршруты и цели будут выглядеть с нижнего уровня. Поскольку данные не были идентичными и могли меняться в зависимости от сезона и других неожиданных изменений и визуальных эффектов, система DSMAC в ракетах должна была иметь возможность сравнивать и определять, были ли карты одинаковыми, независимо от изменений. Он мог бы успешно отфильтровать различия на картах и использовать оставшиеся картографические данные для определения своего местоположения. Из-за его способности визуально идентифицировать цели, а не просто атаковать предполагаемые координаты, его точность превосходила управляемое по GPS оружие во время первой войны в Персидском заливе.
Значительные улучшения в памяти и вычислительной мощности с 1950-х годов, когда эти системы сравнения сцен были впервые изобретены к 1980-м годам, когда TERCOM получил широкое распространение, что значительно изменило характер проблемы. Современные системы могут хранить множество изображений цели, видимой с разных направлений, и часто изображения могут быть рассчитаны с использованием методов синтеза изображений. Точно так же сложность систем визуализации в реальном времени была значительно снижена за счет внедрения твердотельных технологий, таких как ПЗС. Комбинация этих технологий позволила получить коррелятор области оцифрованного отображения сцены (DSMAC) . Системы DSMAC часто комбинируются с TERCOM в качестве конечной системы наведения, позволяющей точечную атаку с использованием обычных боеголовок.
MGM-31 Pershing II, SS-12 Scaleboard Temp-SM и OTR-23 Oka использовали активную РЛС самонаведения. версия DSMAC (оцифрованный блок коррелятора DCU), который сравнивал радиолокационные топографические карты, полученные со спутников или самолетов, с информацией, полученной от бортового активного радара относительно топографии цели, для наведения на терминал.
Еще один способ управлять крылатой ракетой - это использовать систему спутникового позиционирования, поскольку они точны и дешевы. К сожалению, они полагаются на спутники. Если спутники создают помехи (например, разрушаются) или если спутниковый сигнал нарушается (например, глушится), спутниковая навигационная система становится неработоспособной. Поэтому навигация на основе GPS (или ГЛОНАСС) полезна в конфликте с технологически неискушенным противником. С другой стороны, чтобы быть готовым к конфликту с технологически продвинутым противником, необходимы ракеты, оснащенные TAINS и DSMAC.
К крылатым ракетам, использующим систему TERCOM, относятся:
.
