ТЕРКОМ - TERCOM

Согласование контуров местности, или же ТЕРКОМ, это навигационная система, используемая в основном крылатые ракеты. Он использует предварительно записанный контурная карта местности, которая сравнивается с измерениями, сделанными во время полета бортовым радиолокационный высотомер. Система TERCOM значительно увеличивает точность ракеты по сравнению с инерциальные навигационные системы (ИНС). Повышенная точность позволяет ракетам, оснащенным TERCOM, летать ближе к препятствиям и, как правило, на меньшей высоте, что затрудняет обнаружение наземным радаром.

Описание

Смотрите также: Цифровая модель рельефа

Сопоставление оптического контура

В Goodyear Aircraft Corporation Система ATRAN (автоматическое распознавание местности и навигация) для MGM-13 Булава была самой ранней известной системой TERCOM. В августе 1952 г. Командование авиационной техники инициировал вязку Goodyear ATRAN с MGM-1 Матадор. 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 топографические карты.

Подготовка карт требовала, чтобы маршрут пролетел самолетом. А радар На самолете был установлен фиксированный угол и производилась горизонтальная развертка земли впереди. Время отраженного сигнала указывает расстояние до рельефа и дает амплитудно-модулированный (AM) сигнал. Это было отправлено на источник света и записано на 35 мм пленка, продвигая пленку и делая снимок в указанное время. Затем фильм можно было обработать и скопировать для использования в нескольких ракетах.

В ракете аналогичный радар давал такой же сигнал. Вторая система сканировала кадры пленки против фотоэлемент и произвел 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.

Согласование высоты

Современные системы TERCOM используют другую концепцию, основанную на высоте над землей, над которой летит ракета, и сравнении ее 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. Производится 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 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, как правило, кодируется с наивысшим разрешением, доступным для системы спутникового картографирования.

ХВОСТЫ

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 пакете размером с ракету, был слишком мал, чтобы охватить весь полет. Вместо этого хранились небольшие фрагменты информации о местности, которые периодически использовались для обновления обычного инерционная платформа. Эти системы, сочетающие TERCOM и инерциальную навигацию, иногда называют ХВОСТЫ, для инерциальной навигационной системы TERCOM.

Преимущества

Системы TERCOM имеют преимущество 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 ядерные боеголовки. Использование обычных боеголовок требует большей точности, что, в свою очередь, требует дополнительных оконечных систем наведения.

Недостатки

Ограниченные системы хранения данных и вычислительные системы того времени означали, что весь маршрут должен был быть заранее спланирован, включая точку его старта. 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 им можно указать свои цели непосредственно перед запуском.

Улучшения в вычислениях и памяти в сочетании с доступностью глобальных цифровые карты высот, уменьшил эту проблему, поскольку данные TERCOM больше не ограничиваются небольшими исправлениями, а доступность радар бокового обзора позволяет собирать контурные данные ландшафта гораздо большего размера для сравнения с сохраненными контурными данными.

Сравнение с другими системами наведения

DSMAC

Смотрите также: Автоматическое распознавание цели

DSMAC был ранней формой искусственного интеллекта, который мог управлять ракетами в реальном времени, используя входы 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 может 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 превышала управляемость оружия GPS во время первой войны в Персидском заливе.[1]

Значительные улучшения в 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 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-матрицы. Комбинация этих технологий произвела Оцифрованный коррелятор области отображения сцены (DSMAC). Системы DSMAC часто комбинируются с TERCOM в качестве конечной системы наведения, позволяющей точечную атаку с использованием обычных боеголовок.

Основная статья: Радиолокационное изображение

МГМ-31 Першинг II, Масштабная доска SS-12 Темп-СМ и ОТР-23 Ока использовал активное радиолокационное наведение версия DSMAC (блок оцифрованного коррелятора DCU), который сравнивал радар топографические карты полученные спутниками или самолетами с информацией, полученной от бортового активного радара о топографии цели, для наведения на аэродром.

Спутниковая навигация

Еще один способ управлять крылатой ракетой - использовать спутниковая система позиционирования поскольку они точны и дешевы. К сожалению, они полагаются на спутники. Если спутники испытывают 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.

Ракеты с системой навигации TERCOM

К крылатым ракетам с системой TERCOM относятся:

Смотрите также


Рекомендации

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

внешняя ссылка