“战斧”式巡航导弹（Tomahawk Cruise missile）简介
“战斧”式巡航导弹是美军最常用的一款防区外打击武器。导弹长5.56米，起飞重量1.2吨，按照实际用途不同，其作战距离和弹头装药量也不同，射程最大达2500公里，最大时速达891公里，攻击精度2000公里不超过10米。除了导弹自身涂刷有特殊涂料可吸收雷达波外，其自身雷达反射面积同样很小，再加上在其海上7-15米、陆上平坦地区60米以下、山地150米的巡航高度，“战斧”式巡航导弹具有强大的低空突防能力。
2015年，美国海军的战斧巡航导弹成功刺穿正在移动的金属集装箱，这标志着美军将远程武器应用于移动目标技术的进一步提升。
地形轮廓匹配（TERCOM）——从图像匹配说起
“战斧”式巡航导弹的产生得利于科技的发展。上世纪五十年代美国首先研制出地形轮廓匹配（Terrain Contour Matching，TERCOM）导引系统，体积比过去的使用雷达做为地形比较的导引系统要小且轻，但是在精确度上有大幅的提升，也因此成为美国两款巡航导弹的导引系统。
图像匹配是指将两个不同传感器对同一景物摄取下来的两幅图像在空间上对准，以确定出这两幅图像之间相对平移的过程｡随着科学技术的进步，图像匹配技术己经成为信息图像处理领域中极为重要和基本的技术。
地球表面的山川､平原､森林､河流､海湾､建筑物等构成了地表特征性状，这些信息一般不随时间和气候的变化而变化，也难以伪装和隐蔽｡利用这些地表特征信息进行的导航方式称为图像匹配导航。预先将飞行器经过的地域，通过大地测量､航空摄影､卫星摄影或已有的地形图等方法将地型数据（主要是地形位置和高度数据）制作成数字化地图，储存在飞行器的计算机中，这种地图称为原图。
飞行器在飞越己经数字化的预定空域时，其上的探测设备再次对该区域进行测量（录取），取得实际的地表特征图像，将实时图与预先存储的原图进行比较，由此可以确定飞行器实际飞行的地理位置与标准位置的偏差，用以对飞行器进行导航。
图像匹配又分为景象匹配和地形匹配导航。地形匹配导航是以地形高度轮廓为匹配特征，通常用无线电高度表测量沿航迹的高度数据，与预先获得的航道上的区域地形数据比较，若不一致，表明偏离了预定的飞行航迹｡这种方式是一维匹配导航，适合于山丘地形的飞行｡单纯的地形数据不能提供地理坐标位置，匹配导航必须与其他导航方式进行组合，如地形/惯性组合导航，就是由惯性导航系统提供地理位置信息，利用地形匹配修正惯性导航的误差，以提高定位精度。
作为地形匹配导航系统采用的典型地形匹配方法，地形轮廓匹配（TERCOM）即地形高度相关方法的导航精度高达10~300m，抗干扰能力强，虽然实时性和机动性差，但却适合巡航导弹的飞行特点，并已成功应用于地形匹配制导雷达利用存贮参考地图与实际地形相比较，确定导弹的位置，必要的话，导弹就会改变路线。
“战斧”式巡航导弹地形轮廓匹配过程示意图
而景象匹配导航是以一定匹配的地表特征，采用摄像等图像成像装置录取飞行轨迹周围或目标附近地区地貌，与存储在飞行器上的原图比较，进行匹配导航。景象匹配属于二维匹配导航，可以确定飞行器两个坐标的偏差，适合于平坦地区。原理与地形匹配是类似的，两者的差别在于，景象匹配是在一定范围内，将实时图与网络化的数字地图逐格进行匹配，找出原因与实时图相似度最大的部分区域，来估计飞行器的地理位置。
在导弹的制导中，巡航导弹和弹道导弹在经过远距离飞行，到达目标区后，通过从高空摄取地面的实时图像，并将所摄取的实时图像与弹上计算机中事先存储的地面图像比较，采用景象匹配技术进行末制导，修正飞行轨迹和偏差。
初始导引：地形匹配系统（TERCOM）
终端导引：光学数字影像匹配区域关联制导系统（DSMAC）
景像匹配导航需要在使用前预先制作大量数字化地图｡对于导弹这样的武器系统，在出厂时是无法预先知道在哪里使用的，必须在使用前临时安装航线和目标附近的数字化地图。
“战斧”式巡航导弹可以从水面舰艇发射，也可以从潜艇发射｡导弹在海面上采用惯性制导系统，按程序控制飞行｡进入陆地后巡航高度在60m以下，在崎岖山区可增至150m，这时采用地形匹配导航，进行航线修正和地形回避。
进入目标区后，采用景象匹配确定出导弹的当前位置，或者偏离预定位置的纵向和横向偏差，从而完成导弹的寻的导航和目标末制导，精确修正飞行轨迹，提高命中精度。
“战斧”式巡航导弹的数字场景匹配区域关联制导系统结构
国内数字场景匹配区域关联制导技术发展
据国内军事媒体分析，国内的巡航导弹也应用了数字场景匹配区域关联制导系统。长剑-20（AKD-20）作为中国空军第一款远程空射巡航导弹，推测目前的AKD20具有较为完善的制导系统，包括惯性/GPS导航系统，地形匹配导航系统以及数字场景匹配区域关联制导系统。其中惯性导航系统(INS)较为成熟，其核心为激光陀螺，精度较高，但是随着飞行时间的增长其漂移误差会累积，因此需要用GPS来修正。
采用DSMAC的战斧巡航导弹，注意弹体下方的光学窗口
注意AKD-20弹头处的光学窗口
由于KD20巡航导弹的射程较远加上GPS信号容易被干扰，惯性/GPS导航系统无法保证远程飞行的导航精度，所以KD20在巡航中段同时也采用了地形匹配导航系统(TERCOM)。该系统主要由雷达高度表测量相对于地面的飞行高度来获取地形起伏的数据，通过该数据与导弹上储存的数字地形图相匹配来对导弹进行定位。地形匹配导航系统的缺点在于飞行航线上地形起伏必须要有足够的差异，因而该系统在平原沙漠地区其可靠性会有所降低，而在大洋中基本上无效。
由于地形匹配导航系统无法对目标进行精确定位，KD20在其飞行末段采用了数字场景匹配区域关联制导系统(DSMAC)。该系统利用红外成像摄像头或CCD电视摄像头获取末段地形以及目标的图像，并将其与导弹上储存的数字图像进行匹配，从而能够对目标进行精确定位，最大限度地消除了惯性和地形匹配导航系统的误差。KD20巡航导弹通过采用多种制导手段进行取长补短，大幅提高了其命中精度，使其具备了对千里之外的某座建筑或桥梁等特定目标进行定点清除的能力，制导系统达到了国际先进水平(相当于战斧Block III)。
（转载于高端装备发展研究中心 蓝海长青智库）
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