TERCOM与DSMAC,巡航导弹在GPS出现之前如何导航

TERCOM和DSMAC是两种地图匹配制导系统,使巡航导弹在GPS出现几十年前就能精确命中目标,两者都源于1958年开始的研究。如今整个地区的卫星导航都被干扰,引导首批战斧导弹的冷战技术重新回到制导武器设计的中心。
什么是TERCOM
地形轮廓匹配用雷达回答一个简单的问题:我脚下的地面看起来像我记住的地图吗?发射前,任务规划人员沿航线向导弹装入数字高程条带。飞行中,雷达高度表测量下方掠过的地形剖面,气压高度表跟踪绝对高度,制导计算机将测得的剖面与存储的条带相关比对,确定位置,并在每个检查点修正惯导系统的漂移。
它的精妙之处在于稳健,地形不会移动,也无法被干扰。局限同样是结构性的。TERCOM需要有特征的地形起伏,因此平坦的农田、沙漠和开阔水面无从匹配,而且每条航线都需要费力测绘的地图数据,这使冷战时期的任务规划成为由专门中心耗时数天才能完成的事情。
什么是DSMAC
数字景象匹配区域相关(DSMAC)是末段的对应技术。在目标附近,下视相机对地面成像,计算机将所见与存储的参考景象相关比对,这些景象通常由卫星照片制作,将导弹位置精确到数米以内。TERCOM读取的是地形的形状,DSMAC读取的是地面的外观,如建筑物、道路交叉口和田地边界。
DSMAC也有自己的限制,景象会随季节、积雪和战损而变化,光照条件很重要,参考图像必须是新的。历史上,规划人员会沿最后进场航线配备多个DSMAC景象,使导弹能够拒绝错误的匹配。途中用TERCOM、目标处用DSMAC的组合,使战斧在1991年赢得了能够穿过选定窗口飞行的声誉。
TERCOM、DSMAC与GPS对比
| 方法 | 如何确定位置 | 优势 | 劣势 |
|---|---|---|---|
| TERCOM | 将雷达高度表剖面与存储的地形图匹配 | 无法干扰、全天候、历史悠久 | 需要有特征的地形和繁重的地图准备 |
| DSMAC | 在目标附近将相机景象与存储图像匹配 | 无需信号即可达到米级末段精度 | 对景象变化、光照和天气敏感 |
| GPS/GNSS | 卫星测距 | 廉价、全球覆盖、无需地形 | 可被干扰和欺骗;在争夺区域被拒止 |
| INS | 持续对加速度和转动积分 | 完全自主 | 随时间漂移;需要其他方法修正 |
哪些导弹使用TERCOM和DSMAC
| 导弹 | 国家 | 制导方式 |
|---|---|---|
| BGM-109战斧 | 美国 | 途中TERCOM,常规型号末段DSMAC,另加GPS |
| AGM-86 ALCM | 美国 | TERCOM配合惯性导航;2024年退役 |
| Kh-55 / Kh-101系列 | 俄罗斯 | 据公开分析,为地形参照导航加景象匹配 |
| 口径 | 俄罗斯 | 据公开分析,为地形参照和卫星导航 |
| CJ-10系列 | 中国 | 据评估使用地形和景象匹配;未经证实 |
| 风暴阴影 / SCALP,金牛座KEPD 350 | 英国/法国,德国 | 地形参照导航加成像红外景象匹配 |
美国的战斧和已退役的AGM-86 ALCM凭借TERCOM建立了声誉,常规型战斧又增加了DSMAC。据对回收残骸的公开分析,俄罗斯的Kh-55系列和口径系列使用同类地形参照技术,中国的CJ-10系列通常也被评估为如此,但这只是评估而非经确认的规格。欧洲武器使这一概念向前发展,风暴阴影和德国的金牛座KEPD 350在末段将地形参照导航与成像红外景象匹配相结合,用现代传感器更新了DSMAC的逻辑。
地图匹配制导为何回归
GPS让地图匹配看起来像是昂贵的遗物,Block IV战斧依赖卫星定位并简化了规划,一代廉价制导武器则完全省去了地形传感器。乌克兰扭转了这种风气。俄罗斯的干扰使卫星制导弹药精度下降,携带自主末段制导的武器仍能持续命中,制造商如今宣传不依赖GPS的导航,就像当年宣传GPS本身一样。现代版本与其前辈几乎毫无相似之处,数字地形数据库覆盖全球且可即时获取,计算机视觉取代了手工制备的相关景象,基于机器学习的地形相对导航运行在小到可装进炮弹和无人机的芯片上,这与打破GPS垄断的电子战军备竞赛属于同一进程。高超音速一代又增添了自己的理由,被等离子体包裹的武器不一定总能接收卫星信号,但仍能读取地面。
TERCOM与DSMAC常见问题
TERCOM代表什么?
地形轮廓匹配(Terrain Contour Matching),一种导航方法,将雷达高度表测得的下方地形读数与存储的高程图比对,以确定导弹位置。
DSMAC代表什么?
数字景象匹配区域相关(Digital Scene Matching Area Correlation),一种末段制导方法,将目标附近地面的相机图像与存储的参考景象匹配。
TERCOM会被干扰吗?
不会。它只向下发射雷达高度表信号,并依靠地形本身的形状,因此没有可供干扰或欺骗的外部信号。
战斧仍在使用TERCOM吗?
现代战斧融合了惯性、GPS、TERCOM和源自DSMAC的技术,使导弹在卫星信号被拒止时可以退回到地图匹配。
为什么TERCOM在水面上无效?
因为海面没有稳定的地形剖面可供匹配。反舰和跨海航线转而依靠惯性导航、卫星定位和主动导引头。
- 已解密的美国巡航导弹制导研发项目历史资料
- 维基百科 – TERCOM和DSMAC(2026年10月访问)
- 关于俄罗斯和中国巡航导弹制导的开源分析,均注明为评估
- Defence & Tech报道
