TERCOM

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 Comando de Material Aéreo inició la integración del Goodyear ATRAN con el MGM-1 Matador . Esta integración resultó en un contrato de producción en junio de 1954. El ATRAN era difícil de interferir y su alcance no estaba limitado por la línea de visión, pero sí por la disponibilidad de mapas de radar. Con el tiempo, fue posible construir mapas de radar a partir de mapas topográficos .

La elaboración de los mapas requirió sobrevolar la ruta en avión. El radar de la aeronave se ajustó a un ángulo fijo y realizó escaneos horizontales del terreno. La sincronización de la señal de retorno indicaba la distancia al relieve y generaba una señal modulada en amplitud (AM). Esta señal 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. Posteriormente, la película podía procesarse y copiarse para su uso en múltiples misiles.

En el misil, un radar similar producía la misma señal. Un segundo sistema escaneaba los fotogramas de la película frente a una fotocélula y generaba una señal AM similar. Al comparar los puntos del escaneo donde el brillo cambiaba rápidamente, fácilmente detectables mediante electrónica sencilla, el sistema podía comparar la trayectoria izquierda-derecha del misil con la del avión de búsqueda. Las discrepancias entre ambas señales activaban las correcciones necesarias en el piloto automático para que el misil retomara su trayectoria de vuelo programada.

Los sistemas TERCOM modernos emplean un concepto diferente, basado en la altitud del terreno sobre el que vuela el misil, medida mediante el altímetro radar del misil y comparada 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 predefinido. El uso de un menor número de cuadrados de mayor tamaño ahorra memoria, aunque a costa de una menor precisión. Se genera una serie de estos mapas, generalmente a partir de datos de satélites de mapeo por radar.

Dado que un altímetro de radar mide la distancia entre el misil y el terreno, y no la altitud absoluta con respecto al 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 envía las mediciones a un pequeño búfer que las procesa periódicamente durante un período de tiempo y las promedia para producir una única medición. La serie de estos números almacenados en el búfer genera una franja de mediciones similar a las de los mapas. Esta serie de cambios en el búfer se compara con los valores del mapa, buscando áreas donde los cambios de altitud sean idénticos. Esto permite determinar la ubicación y la dirección. El sistema de guiado puede entonces utilizar esta información para corregir la trayectoria de vuelo del misil.

Durante la fase de crucero del vuelo hacia el objetivo, la precisión del sistema debe ser suficiente para evitar únicamente las características del terreno. Esto permite que los mapas tengan una resolución relativamente baja en estas áreas. Solo la parte del mapa correspondiente a la aproximación final requiere una resolución mayor, y normalmente se codificaría con la máxima resolución disponible para el sistema de cartografía satelital.

Debido a la limitada capacidad de memoria de los dispositivos de almacenamiento masivo de las décadas de 1960 y 1970, y a la lentitud de sus 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, se conocen a veces como TAINS , por Sistema de Navegación Inercial Asistido por TERCOM.

Los sistemas TERCOM tienen la ventaja de ofrecer una precisión independiente de la duración del vuelo; un sistema inercial se desvía lentamente tras obtener una posición fija, y su precisión disminuye a distancias mayores. Los sistemas TERCOM reciben posiciones fijas constantes durante el vuelo, por lo que no presentan desviaciones. Sin embargo, su precisión absoluta depende de la exactitud de la información cartográfica del radar, que suele estar en el rango de los metros, y de 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 restringe su uso a ojivas nucleares . El uso de ojivas convencionales requiere mayor precisión, lo que a su vez exige sistemas de guiado terminal adicionales.

Los limitados sistemas de almacenamiento de datos y computación de la época obligaban a planificar con antelación toda la ruta, incluido el punto de lanzamiento. Si el misil se lanzaba desde una ubicación inesperada o se desviaba demasiado de su trayectoria, nunca sobrevolaría los accidentes geográficos incluidos en los mapas y se perdería. El sistema INS podía ayudar, permitiéndole volar hacia la zona general del primer punto de impacto, pero los errores graves eran imposibles de corregir. Esto hacía que los primeros sistemas basados ​​en TERCOM fueran mucho menos flexibles que los sistemas más modernos como el GPS , que puede configurarse para atacar cualquier ubicación desde cualquier lugar y no requiere información pregrabada, lo que significa que se les pueden asignar los objetivos inmediatamente antes del lanzamiento.

Las mejoras en la informática y la memoria, junto con la disponibilidad de mapas digitales de elevación globales , han reducido este problema, ya que los datos de TERCOM ya no se limitan a pequeñas áreas, y la disponibilidad de radares de visión lateral permite adquirir datos de contorno del paisaje de áreas mucho más grandes para compararlos con los datos de contorno almacenados.

El DSMAC era un sistema de navegación terminal que podía guiar misiles en tiempo real utilizando datos de cámara para determinar su ubicación. El DSMAC se utilizó a partir del Tomahawk Block II y demostró su eficacia durante la Primera Guerra del Golfo . El sistema funcionaba comparando los datos de la cámara durante el vuelo con mapas calculados a partir de imágenes de satélites espía . El sistema DSMAC calculaba mapas de contraste de las imágenes, que luego combinaba en un búfer y promediaba. Posteriormente, comparaba los promedios con mapas almacenados, calculados previamente por una gran computadora central , que convertía las imágenes de los satélites espía para simular el aspecto de las rutas y los objetivos desde baja altitud. Dado que los datos no eran idénticos y variaban según la estación y otros cambios y efectos visuales inesperados, el sistema DSMAC dentro de los misiles debía ser capaz de comparar y determinar si los mapas eran iguales, independientemente de los cambios. Podía filtrar con éxito las diferencias en los mapas y utilizar los datos restantes para determinar su ubicación. Gracias a su capacidad para identificar visualmente los objetivos en lugar de simplemente atacar coordenadas estimadas, su precisión superó a la de las armas guiadas por GPS durante la Primera Guerra del Golfo. ^{[ 1 ]}

Las enormes mejoras en la memoria y la capacidad de procesamiento desde la década de 1950, cuando se inventaron estos sistemas de comparación de escenas, hasta la década de 1980, cuando se desplegó ampliamente el TERCOM, cambiaron considerablemente la naturaleza del problema. Los sistemas modernos pueden almacenar numerosas imágenes de un objetivo vistas desde diferentes direcciones, y a menudo las imágenes se pueden calcular mediante técnicas de síntesis de imágenes. Asimismo, la complejidad de los sistemas de imágenes en tiempo real se ha reducido enormemente gracias a la introducción de tecnologías de estado sólido como los CCD . La combinación de estas tecnologías dio lugar al correlador de área de mapeo de escenas digitalizado (DSMAC) . Los sistemas DSMAC se suelen combinar con el TERCOM como sistema de guiado terminal, lo que permite el ataque puntual con ojivas convencionales.

Los aviones MGM-31 Pershing II , SS-12 Scaleboard Temp-SM y OTR-23 Oka utilizaron una versión de guiado por radar activo del DSMAC (unidad correlacionadora digitalizada DCU), que comparaba los mapas topográficos de radar tomados por satélites o aeronaves con la información recibida del radar activo a bordo sobre la topografía del objetivo, para el guiado terminal.

Otra forma de navegar un misil de crucero es mediante un sistema de posicionamiento por satélite, ya que son precisos y económicos. Sin embargo, dependen de los satélites. Si los satélites sufren interferencias (por ejemplo, si son destruidos) o si la señal satelital se ve afectada (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 resulta útil en un conflicto con un adversario tecnológicamente poco sofisticado. Por otro lado, para estar preparados para un conflicto con un adversario tecnológicamente avanzado, se necesitan misiles equipados con TAINS y DSMAC.