ТЕРКОМ

Согласование контуров местности , или TERCOM , представляет собой навигационную систему, используемую в основном крылатыми ракетами . Он использует контурную карту местности, которая сравнивается с измерениями, сделанными во время полета бортовым радиолокационным высотомером . Система ТЕРКОМ значительно повышает точность полета ракеты по сравнению с инерциальными навигационными системами (ИНС). Повышенная точность позволяет ракете, оснащенной TERCOM, летать ближе к препятствиям и, как правило, на меньших высотах, что затрудняет ее обнаружение наземным радаром. ^{[ нужна ссылка ]}

Описание

Оптическое сопоставление контуров

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 авиатехники инициировало стыковку Goodyear ATRAN с MGM-1 Matador . В результате этого соединения в июне 1954 года был заключен контракт на производство. АТРАН было трудно подавить, и дальность его действия не была ограничена прямой видимостью, но его дальность была ограничена наличием радиолокационных карт. Со временем стало возможным создавать радиолокационные карты на основе топографических карт . ^{[ нужна ссылка ]}

Для подготовки карт требовалось пролететь маршрут на самолете. Радар на самолете был установлен под фиксированным углом и производил горизонтальное сканирование земли впереди. Время обратного сигнала указывало расстояние до формы рельефа и создавало амплитудно-модулированный (АМ) сигнал. Это было отправлено на источник света и записано на 35-миллиметровую пленку , продвигая пленку и делая снимок в указанное время. Затем пленку можно было обработать и скопировать для использования в нескольких ракетах. ^{[ нужна ссылка ]}

В ракете аналогичный радар выдавал тот же сигнал. Вторая система сканировала кадры пленки фотоэлементом и выдавала аналогичный AM-сигнал. Сравнивая точки сканирования, где яркость быстро менялась, что можно было легко определить с помощью простой электроники, система могла сравнивать траекторию ракеты влево-вправо по сравнению с траекторией самолета, определяющего путь. Ошибки между двумя сигналами привели к корректировкам в автопилоте, необходимым для возврата ракеты на запрограммированную траекторию полета. ^{[ нужна ссылка ]}

Соответствие высоте

Современные системы TERCOM используют другую концепцию, основанную на высоте земли, над которой пролетает ракета, и измерении радиовысотомера ракеты и сравнении ее с измерениями заранее записанных карт высот местности, хранящихся в памяти авионики ракеты. «Карты» ТЕРКОМа состоят из серии квадратов выбранного размера. Использование меньшего количества больших квадратов экономит память за счет снижения точности. Создается серия таких карт, обычно на основе данных спутников радиолокационного картирования. При полете над водой контурные карты заменяются картами магнитного поля. ^{[ нужна ссылка ]}

Поскольку радиовысотомер измеряет расстояние между ракетой и местностью, а не абсолютную высоту по сравнению с уровнем моря, важной мерой данных является изменение высоты от квадрата к квадрату. Радарный высотомер ракеты передает измерения в небольшой буфер, который периодически «стробит» измерения в течение определенного периода времени и усредняет их для получения одного измерения. Серия таких чисел, хранящихся в буфере, создает полосу измерений, аналогичную тем, которые хранятся на картах. Затем серия изменений в буфере сравнивается со значениями на карте в поисках областей, где изменения высоты идентичны. Это определяет местоположение и направление. Система наведения затем может использовать эту информацию для корректировки траектории полета ракеты. ^{[ нужна ссылка ]}

На крейсерском участке полета к цели точности системы должно хватить лишь на обход особенностей местности. Это позволяет картам иметь относительно низкое разрешение в этих областях. Только часть карты для подхода к терминалу должна иметь более высокое разрешение и обычно кодируется с самым высоким разрешением, доступным для спутниковой картографической системы. ^{[ нужна ссылка ]}

ТАИНС

Из-за ограниченного объема памяти, доступной в устройствах массовой памяти 1960-х и 70-х годов, и их медленного времени доступа, объем данных о местности, который мог храниться в корпусе размером с ракету, был слишком мал, чтобы охватить весь полет. Вместо этого небольшие фрагменты информации о местности сохранялись и периодически использовались для обновления обычной инерциальной платформы . Эти системы, сочетающие в себе TERCOM и инерциальную навигацию, иногда называют TAINS , что означает инерциальная навигационная система с поддержкой TERCOM. ^{[ нужна ссылка ]}

Преимущества

Преимущество систем TERCOM заключается в том, что они обеспечивают точность, не зависящую от продолжительности полета; инерционная система медленно дрейфует после «фиксации», и ее точность снижается на больших расстояниях. Системы TERCOM получают постоянные исправления во время полета и поэтому не имеют дрейфа. Однако их абсолютная точность основана на точности радиолокационной картографической информации, которая обычно находится в диапазоне метров, а также на способности процессора достаточно быстро сравнивать данные высотомера с картой по мере увеличения разрешения. Обычно это ограничивает возможности систем TERCOM первого поколения целями порядка сотен метров, ограничивая их использованием ядерных боеголовок . Использование обычных боеголовок требует большей точности, что, в свою очередь, требует дополнительных систем терминального наведения. ^{[ нужна ссылка ]}

Недостатки

Ограниченность систем хранения данных и вычислительных систем того времени означала, что весь маршрут необходимо было заранее спланировать, включая точку запуска. Если ракета была запущена из неожиданного места или улетела слишком далеко от курса, она никогда не пролетит над объектами, указанными на картах, и потеряется. Система INS может помочь, позволив долететь до общей территории первого патча, но грубые ошибки исправить просто невозможно. Это делало ранние системы на базе TERCOM гораздо менее гибкими, чем более современные системы, такие как GPS , которые можно настроить на атаку любого места из любого места и не требуют предварительно записанной информации, что означает, что им можно указать цели непосредственно перед запуском. ^{[ нужна ссылка ]}

Улучшения в вычислительной технике и памяти в сочетании с доступностью глобальных цифровых карт высот уменьшили эту проблему, поскольку данные TERCOM больше не ограничиваются небольшими участками, а наличие радара бокового обзора позволяет получать гораздо большие области данных о контурах ландшафта. полученные для сравнения с сохраненными данными контура. ^{[ нужна ссылка ]}

Сравнение с другими системами наведения

DSMAC, Коррелятор области сопоставления цифровых сцен

DSMAC был ранней формой искусственного интеллекта , который мог направлять ракеты в реальном времени, используя входные данные камеры для определения местоположения. DSMAC использовался в Tomahawk Block II и успешно зарекомендовал себя во время первой войны в Персидском заливе. Система работала путем сравнения входных данных камеры во время полета с картами, рассчитанными на основе спутниковых изображений-шпионов. Система искусственного интеллекта DSMAC рассчитала карты контрастности изображений, которые затем объединила в буфере, а затем усреднила. Затем они сравнили средние значения с сохраненными картами, заранее рассчитанными на большом мейнфрейме , который преобразовывал снимки шпионских спутников, чтобы смоделировать, как будут выглядеть маршруты и цели с низкого уровня. Поскольку данные не были идентичными и менялись в зависимости от сезона и других неожиданных изменений и визуальных эффектов, система DSMAC внутри ракет должна была иметь возможность сравнивать и определять, являются ли карты одинаковыми, независимо от изменений. Он мог бы успешно отфильтровывать различия на картах и использовать оставшиеся данные карты для определения своего местоположения. Благодаря своей способности визуально идентифицировать цели, а не просто атаковать предполагаемые координаты, ее точность превысила точность оружия с GPS-наведением во время первой войны в Персидском заливе. ^{[ 1 ]}

Массовые улучшения памяти и вычислительной мощности с 1950-х годов, когда были впервые изобретены эти системы сравнения сцен, до 1980-х годов, когда TERCOM получил широкое распространение, значительно изменили природу проблемы. Современные системы могут хранить множество изображений цели, видимой с разных сторон, и часто изображения можно рассчитать с использованием методов синтеза изображений. Аналогичным образом, сложность систем формирования изображений в реальном времени была значительно снижена за счет внедрения полупроводниковых технологий, таких как ПЗС-матрицы . Сочетание этих технологий привело к созданию оцифрованного коррелятора области отображения сцены (DSMAC) . Системы DSMAC часто комбинируются с TERCOM в качестве терминальной системы наведения, позволяя точечно атаковать обычными боеголовками. ^{[ нужна ссылка ]}

MGM-31 Pershing II , SS-12 Scaleboard Temp-SM и OTR-23 Oka использовали активную радиолокационную версию ГСН DSMAC (цифровой блок-коррелятор DCU), которая сравнивала радиолокационные топографические карты, снятые спутниками или самолетами, с информацией, полученной от бортовых активных РЛС топографии цели, для терминального наведения. ^{[ нужна ссылка ]}

Спутниковая навигация

Еще один способ управления крылатой ракетой — использование спутниковой системы позиционирования , поскольку она точна и дешева. К сожалению, они полагаются на спутники. Если спутникам оказываются помехи (например, уничтожаются) или спутниковый сигнал подвергается помехам (например, заглушается), спутниковая навигационная система становится неработоспособной. Поэтому навигация на базе GPS/ГЛОНАСС/BeiDou/Galileo полезна в конфликте с технологически неподготовленным противником. С другой стороны, чтобы быть готовым к конфликту с технологически развитым противником, нужны ракеты, оснащенные TAINS и DSMAC. ^{[ нужна ссылка ]}

Ракеты, использующие навигацию TERCOM

К крылатым ракетам, использующим систему TERCOM, относятся:

сверхзвуковой маловысотной ракеты Проект (ранняя версия TERCOM планировалось использовать в этой так и не построенной ракете)
AGM-86B (США)
AGM-129 ACM (США)
BGM-109 Tomahawk (некоторые версии, США)
С-602 (Китай) Противокорабельная и крылатая ракета наземного нападения
Х-55 Гранат Отчетное название НАТО AS-15 Кент (Советский Союз)
Новые российские крылатые ракеты, такие как Х-101 и Х-555, вероятно, будут иметь навигацию TERCOM, но об этих ракетах мало информации.
C-802 или YJ-82 под кодовым названием НАТО CSS-N-8 Saccade (Китай) - неясно, использует ли эта ракета навигацию TERCOM.
Хёнму III (Южная Корея)
DH-10 (Китай)
Бабур (Пакистан) Крылатая ракета наземного нападения
«Раад» (Пакистан) Крылатая ракета воздушного базирования
Naval Strike Missile (противокорабельная и наземная ударная ракета, Норвегия)
SOM (ракета) (крылатая ракета воздушного базирования, Турция)
HongNiao 1/2/3 Крылатые ракеты
9К720 «Искандер» ( варианты баллистической ракеты малой дальности и крылатой ракеты, Россия)
Крылатая ракета Storm Shadow (Великобритания/Франция)

См. также

Ссылки

^ «Обработка изображений для сопоставления сцен Томагавка» . Технический дайджест Johns Hopkins APL, том 15, номер 3. Джеффри Б. Ирани и Джеймс П. Крист.

Внешние ссылки

«Методы наземного наведения» , раздел 16.5.3 «Основ систем вооружения ВМФ».
Дополнительная информация на сайте fas.org.
Информация на сайте aeronautics.ru. Архивировано 18 ноября 2001 года на Wayback Machine.

[1] «Обработка изображений для сопоставления сцен Томагавка» . Технический дайджест Johns Hopkins APL, том 15, номер 3. Джеффри Б. Ирани и Джеймс П. Крист.

[ 1 ]