El sistema de correspondencia de contornos del terreno ( TERCOM , por sus siglas en inglés) es un sistema de navegación utilizado principalmente por misiles de crucero . Utiliza un mapa de contornos del terreno que se compara con las mediciones realizadas durante el vuelo por un altímetro de radar de a bordo . Un sistema TERCOM aumenta considerablemente la precisión de un misil en comparación con los sistemas de navegación inercial (INS, por sus siglas en inglés). La mayor precisión permite que un misil equipado con TERCOM vuele más cerca de los obstáculos y a altitudes generalmente más bajas, lo que hace que sea más difícil de detectar por radar terrestre. [ cita requerida ]
El sistema ATRAN ( Automatic Terrain Recognition And Navigation ) de Goodyear Aircraft Corporation para el MGM-13 Mace fue el primer sistema TERCOM conocido. En agosto de 1952, el Mando de Material Aéreo inició la unión del ATRAN de Goodyear con el MGM-1 Matador . Esta unión dio como resultado un contrato de producción en junio de 1954. El ATRAN era difícil de interferir y no tenía un alcance limitado por la línea de visión, pero su alcance estaba restringido por la disponibilidad de mapas de radar. Con el tiempo, se hizo posible construir mapas de radar a partir de mapas topográficos . [ cita requerida ]
Para preparar los mapas era necesario que la ruta fuera trazada por un avión. Se colocó un radar en el avión en un ángulo fijo y se hicieron exploraciones horizontales del terreno que se encontraba frente a él. La sincronización de la señal de retorno indicaba la distancia hasta el relieve y producía una señal de amplitud modulada (AM). Esta se enviaba a una fuente de luz y se grababa en una película de 35 mm , avanzando la película y tomando una fotografía en los momentos indicados. La película podía entonces ser procesada y copiada para su uso en múltiples misiles. [ cita requerida ]
En el misil, un radar similar produjo la misma señal. Un segundo sistema escaneó los fotogramas de la película contra una fotocélula y produjo una señal AM similar. Al comparar los puntos a lo largo del escaneo donde el brillo cambiaba rápidamente, lo que se podía detectar fácilmente mediante una electrónica simple, el sistema podía comparar la trayectoria izquierda-derecha del misil con la del avión que lo detectaba. Los errores entre las dos señales provocaron correcciones en el piloto automático necesarias para que el misil volviera a su trayectoria de vuelo programada. [ cita requerida ]
Los sistemas TERCOM modernos utilizan un concepto diferente, basado en la altitud del terreno sobre el que vuela el misil y medido por el altímetro de radar del misil y comparándolo con las mediciones de mapas de altitud del terreno pregrabados y almacenados en la memoria de la aviónica del misil. Los "mapas" TERCOM consisten en una serie de cuadrados de un tamaño seleccionado. El uso de un número menor de cuadrados más grandes ahorra memoria, a costa de disminuir la precisión. Se produce una serie de estos mapas, generalmente a partir de datos de satélites de mapeo de radar. Cuando se vuela sobre el agua, los mapas de contorno se reemplazan por mapas de campo magnético. [ cita requerida ]
Como un altímetro de radar mide la distancia entre el misil y el terreno, no la altitud absoluta en comparación con el nivel del mar, la medida importante en los datos es el cambio de altitud de un cuadrado a otro. El altímetro de radar del misil introduce las mediciones en un pequeño búfer que periódicamente "clasifica" las mediciones durante un período de tiempo y las promedia para producir una única medición. La serie de dichos números almacenados en el búfer produce una tira de mediciones similar a las que se encuentran en los mapas. La serie de cambios en el búfer se compara luego con los valores del mapa, buscando áreas donde los cambios de altitud sean idénticos. Esto produce una ubicación y una dirección. El sistema de guía puede entonces utilizar esta información para corregir la trayectoria de vuelo del misil. [ cita requerida ]
Durante la parte de crucero del vuelo hacia el objetivo, la precisión del sistema debe ser suficiente para evitar las características del terreno. Esto permite que los mapas tengan una resolución relativamente baja en estas áreas. Solo la parte del mapa para la aproximación terminal debe tener una resolución más alta y normalmente se codificaría con las resoluciones más altas disponibles para el sistema de mapeo satelital. [ cita requerida ]
Debido a la limitada cantidad de memoria disponible en los dispositivos de almacenamiento masivo de los años 1960 y 1970, y a sus lentos tiempos de acceso, la cantidad de datos del terreno que se podían almacenar en un paquete del tamaño de un misil era demasiado pequeña para abarcar todo el vuelo. En su lugar, se almacenaban pequeños fragmentos de información del terreno que se utilizaban periódicamente para actualizar una plataforma inercial convencional . Estos sistemas, que combinan TERCOM y navegación inercial, a veces se conocen como TAINS , por TERCOM-Aided Inertial Navigation System (sistema de navegación inercial asistido por TERCOM). [ cita requerida ]
Los sistemas TERCOM tienen la ventaja de ofrecer una precisión que no se basa en la longitud del vuelo; un sistema inercial se desplaza lentamente después de una "fijación", y su precisión es menor para distancias más largas. Los sistemas TERCOM reciben correcciones constantes durante el vuelo y, por lo tanto, no tienen ninguna desviación. Sin embargo, su precisión absoluta se basa en la precisión de la información cartográfica del radar, que normalmente está en el rango de metros, y la capacidad del procesador para comparar los datos del altímetro con el mapa con la suficiente rapidez a medida que aumenta la resolución. Esto generalmente limita los sistemas TERCOM de primera generación a objetivos del orden de cientos de metros, lo que los limita al uso de ojivas nucleares . El uso de ojivas convencionales requiere una mayor precisión, lo que a su vez exige sistemas de guía terminal adicionales. [ cita requerida ]
Los limitados sistemas de almacenamiento de datos y computación de la época implicaban que toda la ruta debía planificarse de antemano, incluido su punto de lanzamiento. Si el misil se lanzaba desde una ubicación inesperada o volaba demasiado fuera de su curso, nunca sobrevolaría las características incluidas en los mapas y se perdería. El sistema INS puede ayudar, permitiéndole volar al área general del primer parche, pero los errores graves simplemente no se pueden corregir. Esto hizo que los primeros sistemas basados en TERCOM fueran mucho menos flexibles que los sistemas más modernos como el GPS , que se pueden configurar para atacar cualquier ubicación desde cualquier ubicación y no requieren información pregrabada, lo que significa que se les pueden dar sus objetivos inmediatamente antes del lanzamiento. [ cita requerida ]
Las mejoras en la computación y la memoria, combinadas con la disponibilidad de mapas de elevación digitales globales , han reducido este problema, ya que los datos de TERCOM ya no se limitan a pequeñas áreas y la disponibilidad de radares laterales permite adquirir áreas mucho más grandes de datos de contornos del paisaje para compararlos con los datos de contornos almacenados. [ cita requerida ]
El DSMAC fue una forma temprana de IA que podía guiar misiles en tiempo real utilizando las entradas de la cámara para determinar la ubicación. El DSMAC se utilizó en el Tomahawk Block II en adelante, y demostró su eficacia con éxito durante la primera Guerra del Golfo. El sistema funcionaba comparando las entradas de la cámara durante el vuelo con mapas calculados a partir de imágenes de satélites espía . El sistema de IA DSMAC calculaba mapas de contraste de imágenes, que luego combinaba en un búfer y luego promediaba. Luego comparaba los promedios con mapas almacenados calculados de antemano por una gran computadora central , que convertía las imágenes de satélites espía para simular cómo se verían las rutas y los objetivos desde un nivel bajo. Dado que los datos no eran idénticos y cambiaban según la temporada y otros cambios inesperados y efectos visuales, el sistema DSMAC dentro de los misiles tenía que poder comparar y determinar si los mapas eran los mismos, independientemente de los cambios. Podía filtrar con éxito las diferencias en los mapas y usar los datos restantes del mapa para determinar su ubicación. Debido a su capacidad para identificar visualmente los objetivos en lugar de simplemente atacar las coordenadas estimadas, su precisión superó las armas guiadas por GPS durante la primera Guerra del Golfo. [1]
Las mejoras masivas en memoria y potencia de procesamiento desde la década de 1950, cuando se inventaron por primera vez estos sistemas de comparación de escenas, hasta la década de 1980, cuando se implementó ampliamente TERCOM, cambiaron considerablemente la naturaleza del problema. Los sistemas modernos pueden almacenar numerosas imágenes de un objetivo visto desde diferentes direcciones y, a menudo, las imágenes se pueden calcular utilizando técnicas de síntesis de imágenes. Asimismo, la complejidad de los sistemas de imágenes en vivo se ha reducido en gran medida mediante la introducción de tecnologías de estado sólido como los CCD . La combinación de estas tecnologías produjo el correlador de área de mapeo de escena digitalizado (DSMAC) . Los sistemas DSMAC a menudo se combinan con TERCOM como un sistema de guía terminal, lo que permite un ataque puntual con ojivas convencionales. [ cita requerida ]
El MGM-31 Pershing II , el SS-12 Scaleboard Temp-SM y el OTR-23 Oka utilizaron una versión de radar activo de DSMAC (unidad de correlación digitalizada DCU), que comparaba los mapas topográficos de radar tomados por satélites o aeronaves con la información recibida del radar activo de a bordo sobre la topografía del objetivo, para la guía terminal. [ cita requerida ]
Otra forma de navegar con un misil de crucero es mediante un sistema de posicionamiento por satélite, ya que son precisos y baratos. Desafortunadamente, dependen de los satélites. Si los satélites sufren interferencias (por ejemplo, si se destruyen) o si se interfiere con la señal del satélite (por ejemplo, si se bloquea), el sistema de navegación por satélite deja de funcionar. Por lo tanto, la navegación basada en GPS/GLONASS/BeiDou/Galileo es útil en un conflicto con un adversario tecnológicamente poco sofisticado. Por otro lado, para estar preparado para un conflicto con un adversario tecnológicamente avanzado, se necesitan misiles equipados con TAINS y DSMAC. [ cita requerida ]
Los misiles de crucero que emplean un sistema TERCOM incluyen: