TERCOM и DSMAC, как крылатые ракеты ориентировались до GPS

TERCOM и DSMAC, две системы наведения по сопоставлению с картой, позволившие крылатым ракетам точно поражать цели за десятилетия до появления GPS, обе восходят к исследованиям, начатым в 1958 году. Теперь, когда спутниковая навигация глушится в целых регионах, методы холодной войны, наводившие первые Tomahawk, вновь в центре проектирования управляемого оружия.

Что такое TERCOM

Terrain Contour Matching с помощью радара отвечает на простой вопрос: похожа ли земля подо мной на карту, которую я запомнил? Перед пуском планировщики заданий загружают в ракету цифровые полосы высот вдоль маршрута. В полёте радиовысотомер измеряет проходящий внизу профиль рельефа, а барометрический высотомер отслеживает абсолютную высоту, и бортовой компьютер сопоставляет измеренный профиль с сохранёнными полосами, уточняя положение и исправляя дрейф инерциальной системы в каждой контрольной точке.

Изящество заключается в устойчивости: рельеф не движется и не поддаётся глушению. Ограничения не менее структурны. TERCOM нужен выразительный рельеф, поэтому плоские поля, пустыни и открытая вода не дают ему ничего для сопоставления, а каждый маршрут требует кропотливо снятых картографических данных, из-за чего планирование заданий в холодную войну занимало дни и велось специализированными центрами.

Что такое DSMAC

Digital Scene Matching Area Correlation это конечный участок. Вблизи цели направленная вниз камера снимает местность, а компьютер сопоставляет увиденное с сохранёнными эталонными сценами, обычно подготовленными по спутниковым снимкам, и привязывает положение ракеты с точностью до метров. Если TERCOM считывает форму земли, то DSMAC считывает её внешний вид: здания, перекрёстки дорог, границы полей.

У DSMAC свои ограничения: сцены меняются с сезонами, снегом и боевыми повреждениями, важно освещение, а эталонные снимки должны быть свежими. Исторически планировщики использовали несколько сцен DSMAC на конечном участке захода, чтобы ракета могла отвергнуть неудачное совпадение. Сочетание TERCOM на маршруте и DSMAC у цели принесло Tomahawk репутацию ракеты, пролетающей через выбранное окно в 1991 году.

TERCOM, DSMAC и GPS

Какие ракеты используют TERCOM и DSMAC

Американская Tomahawk и снятая с вооружения AGM-86 ALCM построили репутацию на TERCOM, а DSMAC добавили на обычные варианты Tomahawk. Семейство российских Х-55 и линейка Калибр используют аналогичные методы навигации по рельефу, по открытым анализам найденных обломков, а китайское семейство CJ-10, как правило, оценивают так же, и это оценка, а не подтверждённая характеристика. Европейское оружие продвинуло концепцию вперёд: Storm Shadow и германская Taurus KEPD 350 сочетают навигацию по рельефу с сопоставлением сцены по тепловизионному изображению на конечном участке, обновляя логику DSMAC современными датчиками.

Почему наведение по картам возвращается

GPS заставил наведение по картам казаться дорогим реликтом: Tomahawk Block IV опирались на спутниковые коррекции и упростили планирование, а поколение дешёвого управляемого оружия вовсе обошлось без датчиков рельефа. Украина обратила моду вспять. Когда российские помехи ухудшали точность боеприпасов со спутниковым наведением, оружие с автономным наведением на конечном участке продолжало попадать, и теперь производители рекламируют навигацию, независимую от GPS, так, как когда-то рекламировали сам GPS. Современные версии мало похожи на предков: цифровые базы рельефа глобальны и мгновенно доступны, компьютерное зрение заменило вручную подготовленные сцены для корреляции, а навигация по рельефу на основе машинного обучения работает на чипах, достаточно малых для артиллерийских снарядов и дронов, и это часть той же гонки вооружений в радиоэлектронной борьбе, которая сломала монополию GPS. У гиперзвукового поколения есть своя причина: оружие в оболочке плазмы не всегда слышит спутники, но по-прежнему может читать землю.

TERCOM и DSMAC, часто задаваемые вопросы

Что означает TERCOM?

Terrain Contour Matching, навигационный метод, сопоставляющий показания радиовысотомера о рельефе внизу с сохранёнными картами высот для определения положения ракеты.

Что означает DSMAC?

Digital Scene Matching Area Correlation, метод наведения на конечном участке, сопоставляющий изображения земли у цели с камеры с сохранёнными эталонными сценами.

Можно ли заглушить TERCOM?

Нет. Он излучает только сигнал радиовысотомера вниз и опирается на форму самого рельефа, поэтому внешнего сигнала для глушения или подмены нет.

Использует ли Tomahawk до сих пор TERCOM?

Современные Tomahawk сочетают инерциальную навигацию, GPS, TERCOM и методы на основе DSMAC, поэтому ракета может перейти на сопоставление по картам, когда спутниковые сигналы недоступны.

Почему TERCOM не работает над водой?

Потому что у моря нет устойчивого профиля рельефа для сопоставления. Противокорабельные и морские маршруты опираются на инерциальную навигацию, спутниковые коррекции и активные головки самонаведения.