BR102021013091A2 - Radar secundário melhorando a segurança aérea através da detecção de ads-b de muito longo alcance - Google Patents

Radar secundário melhorando a segurança aérea através da detecção de ads-b de muito longo alcance Download PDF

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Jean-Marie PANNIER
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Abstract

radar secundário melhorando a segurança aérea através da detecção de ads-b de muito longo alcance. o radar secundário compreendendo uma antena tendo um padrão de radiação formando um canal de soma, designado sum, um padrão de radiação formando um canal de diferença, designado diff, e um padrão formando um canal de controle, designado cont, os referidos alvos são localizados por implementar as seguintes etapas: - detectar esguichos ads-b recebidos através do referido canal cont (102), através do referido canal sum (103) e através do referido canal diff (104); - medir pelo menos a potência dos referidos esguichos e seu azimute em relação ao referido radar (110); a localização de um alvo transmitindo esguichos ads-b sendo calculada por explorar pelo menos a detecção de um esguicho ads-b, à luz da posição latitudinal e longitudinal do referido radar e da medição azimutal em relação ao referido radar, a célula de posição, designada a célula de cpr, codificada no referido esguicho sendo selecionada através da referida medição azimutal.

Description

RADAR SECUNDÁRIO MELHORANDO A SEGURANÇA AÉREA ATRAVÉS DA DETECÇÃO DE ADS-B DE MUITO LONGO ALCANCE
[001] A presente invenção refere-se com o campo de controle de tráfego aéreo militar e civil (ATC).
[002] Atualmente, o controle de tráfego aéreo é baseado principalmente em radar secundário, cuja confiabilidade de detecção é amplamente reconhecida, radar secundário garantindo vigilância síncrona de aeronaves por meio de protocolos SSR e Modo S. Além disso, recepção não síncrona de esguichos ADS-B estendidos (ADS-B sendo o acrônimo de Difusão de Vigilância Dependente Automática, Automatic Dependent Surveillance-Broadcast) (esguichos são informações posicionais entregues pelo avião; não são acionados em resposta a sinais de interrogação de radar, mas são transmitidos automaticamente a partir de meios de transmissão de avião) destinados, quando implementados a bordo de aeronaves, para prevenir colisões (TCAS: Sistema de Alerta de Tráfego e Prevenção de Colisões, Traffic Alert and Collision Avoidance System), é empregada pelo ATC em terra, entregando assim uma parte do sistema de vigilância interativo.
[003] Esta vigilância pode ser acoplada a uma vigilância do tipo IFF (Identificação de Amigo ou Inimigo, Identification Friend or Foe), interrogadores IFF garantindo a identificação de aeronaves de acordo com vários protocolos militares.
[004] Dentro de uma única estrutura agrupando esses sensores juntos, o uso operacional dessas várias atividades requer simultaneamente:
  • - o radar SSR / Modo S secundário e o interrogador IFF, se o último for usado, serem ouvidos simultaneamente, essas operações de escuta de modo síncrono explorando os feixes formados SUM e DIFF;
  • - ou esguichos ADS-B civis ou esguichos Modo 5 militares serem escutados para em modo não-síncrono, estas operações de escuta de modo não síncrono explorando a cobertura omnidireccional do padrão de controle (designado CONT) que é composto do padrão de controle frontal (designado CONT_Front) e padrão de controle traseiro (designado CONT_Back).
[005] Convencionalmente, os esguichos ADS-B são transmitidos, sem solicitação a partir do radar secundário, a uma taxa específica para o transmissor, cuja taxa depende especialmente do estado do transmissor e da natureza da informação transmitida. Como resultado:
- um receptor ADS-B deve ser capaz de ouvir omnidirecionalmente; no entanto:
  • • o ganho de antena é frequentemente baixo, a partir de 11 a 15 DBi, por exemplo, dependendo do número de antenas empregadas para cobrir 360 ° no caso de um receptor ADS-B dedicado autônomo;
  • • o alcance garantido especificado é da ordem de 150 Nmi, ou mesmo um pouco mais dependendo da qualidade do transponder que transmite o esguicho e do número de antenas utilizadas pelo receptor ADS-B;
- em princípio, além disso, dois esguichos de posição quase consecutivos são necessários para localizar um alvo no modo ADS-B.
[006] A recepção e processamento de informações ADS-B foram identificados como funções que são essenciais para as novas gerações de radares secundários. Quando a função ADS-B é integrada na estrutura de um radar secundário, a função de recepção explora principalmente os padrões CONT-Front e CONT-Back, a fim de alcançar uma cobertura de escuta que é o mais próximo de 360 ° quanto possível. Esses padrões em geral têm um ganho da ordem de mais de 17 dB, inferior ao ganho máximo do padrão de soma (designado SUM). No entanto, este último, que é usado para a detecção síncrona em aplicações civis ou militares, com um ganho da ordem de 27 dBi, permite garantir apenas um alcance de detecção da ordem de 250 Nmi.
[007] Em contraste com o modo síncrono, em aplicações civis ou militares, o alcance do radar é convencionalmente limitado principalmente pelo alcance do enlace ascendente a 1030 MHz (ou seja, pela potência das interrogações transmitidas e pela sensibilidade de extremidade de recepção dos transponders) e o alcance ADS-B é limitado apenas pelo enlace descendente a 1090 MHz, ou seja, a potência do transponder e a sensibilidade do receptor ADS-B. Na verdade, intrinsecamente à estrutura do radar secundário, o enlace descendente (recepção) é mais sensível do que o enlace ascendente (transmissão), a fim de garantir que qualquer resposta gerada pelo transponder seja recebível e explorável.
[008] Como resultado, a diferença entre o ganho operacional de um radar síncrono e um escutando as transmissões ADS-B não síncronas é, todo o resto sendo igual no que diz respeito à arquitetura dos dois sensores, da ordem de 8 a 10 dB. Isso leva, em uma estrutura de receptor ADS-B integrada em um radar secundário, a um alcance ADS-B garantido que é tipicamente da ordem de 100 Nmi, embora devamos também ter em mente que uma resposta não síncrona recebida via o padrão de controle (CONT) tem uma chance muito maior de ser truncada do que uma resposta síncrona recebida por meio do padrão SUM porque é muito mais restrita por natureza (da ordem de 3 °). Além disso, a sobreposição de respostas, que são então consideradas ilegíveis, ou seja, respostas que são coincidentes umas com as outras, torna a detecção e a decodificação das mesmas mais difícil. A taxa de detecção de ADS-B garantida em um ambiente lotado de aeronaves, extremidade de recepção, é, portanto, duas a três vezes menor do que a do radar secundário de Modo S.
[009] As soluções da técnica anterior que tentam ultrapassar essas deficiências de desempenho são conhecidas. Em particular, em um receptor ADS-B dedicado, a técnica anterior consiste em aumentar o número de antenas independentes de modo a cobrir 360 °, com o objetivo de fornecer proteção via seletividade azimutal e simultaneamente alcançar uma melhoria pela associação de um feixe a cada receptor. Os receptores são acoplados a um estágio de processamento comum agrupando as operações de detecção em conjunto, isso evitando detecções duplicadas e, especialmente, a passagem de um alvo a partir de um receptor para o próximo (isso permitindo que faixas de ADS-B únicas sejam construídas).
[0010] Uma desvantagem desse tipo de solução é principalmente o custo da infraestrutura do sistema ADS-B, que aumenta com o número de antenas, que normalmente é de 4 a 8 (múltiplas antenas, múltiplos ligações descendentes, postes de múltiplos lados, múltiplos receptores, processamento ADS-B global, etc.).
[0011] No caso de um receptor ADS-B integrado em uma arquitetura de radar, a detecção via padrão de soma (SUM) e padrão de diferença (DIFF), além das detecções via padrões CONT, permite um ganho maior e uma melhor seletividade azimutal a ser alcançada, mas apenas por uma proporção muito pequena do tempo (da ordem de 1,4%, correspondendo a 5 ° / 360 °). Portanto, isso só permite garantir, além da operação de escuta de ADS-B realizada via ganho do padrão CONT, uma melhor cobertura de tempo de escuta, acima de 360 °, no eixo da antena. Especificamente, sabe-se que a detecção global por um receptor ADS-B requer dois esguichos de posição consecutivos para gerar uma faixa. Assim, mesmo se uma primeira resposta for recebida através do padrão SUM, a segunda inevitavelmente será recebida através do padrão CONT e, portanto, no final, limitada ao alcance do padrão CONT sozinho, no que diz respeito a uma cadeia de recepção de ADS-B [XXX: OK? ('cadeia' não na fonte)] integrado em uma arquitetura de radar secundário.
[0012] Um objetivo da invenção é especialmente mitigar as desvantagens da técnica anterior, especialmente permitindo a detecção de ADS-B de longo alcance de alvos ser obtida. Para este fim, um objeto da invenção é um método para localização, com um radar secundário compreendendo uma antena tendo um padrão de radiação formando um canal de soma, designado SUM, um padrão de radiação formando um canal de diferença, designado DIFF, e um padrão formando um canal de controle, designado CONT, alvos que transmitem esguichos ADS-B, os referidos alvos sendo localizados através da implementação das seguintes etapas:
  • - detectar esguichos ADS-B recebidos através do referido canal CONT, através do referido canal SUM e através do referido canal DIFF;
  • - medir pelo menos a potência dos referidos esguichos e seu azimute em relação ao referido radar;
a localização de um alvo transmitindo esguichos ADS-B sendo calculados por explorar pelo menos a detecção de um único esguicho ADS-B, à luz da posição latitudinal e longitudinal do referido radar e da medição azimutal em relação ao referido radar, a célula de posição, designada a célula de CPR, codificada no referido esguicho sendo selecionada através da referida medição azimutal.
[0013] No caso em que duas posições de CPR codificadas no referido esguicho estão possivelmente posicionadas no mesmo setor azimutal, as referidas duas posições são, por exemplo, discriminadas entre o uso da potência medida e a altitude que é codificada no referido esguicho ADS-B, a posição retida sendo a posição de maior probabilidade de acordo com um estimador baseado na visibilidade do referido alvo e na consistência da potência recebida pelo radar com a distância a partir do alvo ao radar.
[0014] Em um modo particular de implementação, o referido método compreende uma etapa na qual a aquisição de chamada específica ("roll-call") de um alvo é assegurada assim que entra na cobertura de interrogação do referido radar por explorar:
  • - a posição codificada nos esguichos ADS-B transmitidos pelo referido alvo, assim que entram na cobertura de recepção do referido radar;
  • - a identidade de chamada específica do referido alvo, que está contida em seu endereço de Modo S, que é codificado nos referidos esguichos,
uma única interrogação de chamada específica sendo transmitida a cada N rotações, a fim de travar o alvo no código da estação de radar e, assim, evitar a poluição pelas M respostas DF11 que um alvo geralmente gera em cada rotação, potencialmente assim que entra na referida cobertura de interrogação e até uma região de alcance operacional do referido radar.
[0015] O referido método, por exemplo, compreende uma etapa na qual, os referidos alvos sendo detectados e localizados por meio de seus esguichos ADS-B antes da cobertura de interrogação do referido radar, os referidos alvos são associados a faixas de ADS-B assim que entram na referida cobertura de interrogação, permitindo que sejam adquiridos pelo referido radar secundário, então as referidas faixas são momentaneamente desbloqueadas na sua entrada na referida cobertura de radar operacional, a fim de permitir um estado potencialmente bloqueado da mesma, ou seja, se estão bloqueadas para outro radar, ou seja, a ausência de DF11 síncrono responde, para ser detectado e, portanto, potencialmente torna possível fornecer um aviso de um conflito no código II / SI para outros alvos Modo S sem capacidade de ADS-B, enquanto garantindo a vigilância de chamada específica de modo S de um alvo assim que entra na cobertura operacional do referido radar.
[0016] O referido método, por exemplo, compreende uma etapa em que, em uma janela de tempo móvel, por célula geográfica 3D, uma média da diferença entre a distância de um alvo medida pelo referido radar e a distância do referido alvo codificado no esguichos ADS-B transmitidos pelo referido alvo é calculada, isso sendo feito para cada alvo que passa através da célula, então cada distância medida pelo radar de qualquer alvo em qualquer modo é então corrigida à luz das diferenças médias calculadas para a célula geográfica que está sendo sobrevoada pelo referido alvo.
[0017] O referido método, por exemplo, compreende uma etapa de medição da sensibilidade dos transponders, em seguida, detectar transponders de sensibilidade insatisfatória para as interrogações em 1030 MHz transmitidas pelo referido radar por interrogar, em modo de chamada específica ou não, os alvos transmitindo esguichos ADS-B localizados através do referido método, na entrada na cobertura de interrogação do referido radar, e por calcular a sensibilidade do transponder com base na potência recebida pelo transponder em sua primeira resposta às referidas interrogações em 1030 MHz, um transponder sendo declarado para ser de sensibilidade insatisfatória se a referida potência for superior a um dado limiar.
[0018] O referido método, por exemplo, compreende uma etapa em que um altímetro insatisfatório associado ao transponder de um alvo de ADS-B é detectado por explorar, em uma série de células geográficas sobrevoadas pelo referido alvo, o desvio da diferença entre os valores barométricos e altitude geométrica codificada nos esguichos ADS-B transmitidos pelo referido alvo a partir da média, em uma janela de tempo móvel, da diferença entre a altitude barométrica e a altitude geométrica calculada para outros alvos por célula para cada uma das referidas células geográficas sobrevoadas pelo referido alvo, um altímetro sendo considerado insatisfatório se o referido desvio exceder um dado limiar.
[0019] Um outro objeto da invenção é um radar capaz de implementar tal método a.
[0020] Outros recursos e vantagens da invenção se tornarão evidentes a partir da seguinte descrição, que é dada com referência aos desenhos anexos, que mostram:
[Figura 1] Figura 1, etapas possíveis para a implementação da invenção;
[Figura 2] Figura 2, uma ilustração dos padrões de uma antena ATC convencional;
[Figura 3] Figura 3, uma ilustração da sensibilidade azimutal no modo ADS-B integrado de uma antena ATC convencional;
[Figura 4] Figura 4, uma ilustração da arquitetura de um radar secundário de acordo com a técnica anterior, sem recepção de ADS-B;
[Figura 5] Figura 5, um exemplo de mudanças na arquitetura de um radar secundário implementando o método de acordo com a invenção;
[Figura 6] Figura 6, os vários alcances de interrogação e detecção explorados por um radar de acordo com a invenção;
[Figura 7] A Figura 7, uma ilustração do princípio de detecção de ADS-B global com dois esguichos sucessivos;
[Figura 8] Figura 8, uma ilustração do princípio de detecção de ADS-B com um único esguicho, de acordo com a invenção;
[Figura 9] Figura 9, uma ilustração da remoção alcançável da ambiguidade de ADS-B;
[Figura 10] Figura 10, uma ilustração dos vários alcances envolvidos no rastreamento de um alvo entrando na cobertura de radar;
[Figura 11] Figura 11, um exemplo de uma região de conflito em código II / SI entre radares cujas coberturas se sobrepõem;
[Figura 12] Figura 12, um exemplo de um mapa de médias nas diferenças entre a altitude barométrica e a altitude geométrica;
[Figura 13] Figura 13, a forma de uma distribuição exemplar de desvio de altitude em uma célula geográfica 3D;
[Figura 14] Figura 14, uma ampliação em um desvio de altitude de alvo que é consistente com os alvos na mesma célula geográfica;
[Figura 15] Figura 15, uma ampliação em um alvo exibindo um desvio de altitude que é inconsistente com alvos na mesma célula geográfica.
[0021] A Figura 1 ilustra as etapas usadas para a implementação da invenção. São necessárias pelo menos duas etapas para esta implementação. Para esta implementação, a invenção prevê a presença de uma função de detecção de ADS-B integrada em uma estrutura de radar secundário 101 compreendendo:
  • - necessariamente, detecção contínua 102 através dos padrões CONT_Front e CONT_Back com sensibilidade muito alta;
  • - mas também, opcionalmente, detecção complementar contínua através dos padrões do lóbulo principal (detecção 103 através do padrão SUM e detecção 104 através do padrão DIFF) com menor sensibilidade, da ordem de 15 dB, com vista a vincular o ganho de antena do padrão CONT (CONT_Front e CONT_Back) e, portanto, conectando a lacuna de ganho, que ocupa cerca de 5 °, no diagrama CONT no eixo da antena.
[0022] As Figuras 2 e 3 ilustram os padrões de antena envolvidos, extremidade de recepção em 1090 MHz. A Figura 2 mostra os padrões de antena SUM, DIFF e CONT de uma antena convencionalmente usada para a função ATC de um radar secundário. Os ganhos dos padrões SUM e DIFF são muito maiores do que o ganho do padrão CONT sobre o eixo da antena. A Figura 3 mostra a sensibilidade ADS-B azimutal integrada de uma antena ATC convencional, os canais SUM e DIFF sendo alinhados com a mesma sensibilidade de recepção que o canal CONT.
[0023] Voltando à Figura 1, na primeira etapa 110 a detecção de longo alcance de esguichos ADS-B é realizada, e assim:
  • - esguichos ADS-B são detectados através dos padrões SUM e DIFF com sensibilidade muito alta;
  • - a posição do alvo é calculada com um único esguicho, usando métodos de sinal de erro convencionais, com base nas detecções via SUM e DIFF, como será descrito em detalhes no resto da descrição.
[0024] Os termos esguichos ADS-B e respostas de ADS-B serão utilizados alternadamente abaixo.
[0025] Na segunda etapa 120, a primeira etapa 110 é explorada operacionalmente. A detecção passiva, via ADS-B, de uma aeronave além do alcance operacional síncrono de radar, e até duas vezes além, permite que seja explorada antes mesmo que a aeronave entre na cobertura de radar, melhorando tanto a operação do radar e a segurança do sistema de vigilância ATC, conforme será demonstrado a seguir.
[0026] No campo do radar e, mais geralmente, no campo da segurança aérea ATC:
  • - poluição de RF é reduzida por bloquear [XXX: OK?(verrouillage traduzido de várias maneiras como 'bloqueio' (locking) ou 'bloqueio' (locking out) em todo documento] em alvos de baixa frequência assim que eles entram na cobertura de transmissão do radar e, portanto, bem antes da entrada na cobertura operacional do radar, a fim de limitar a poluição substituindo todas as respostas de chamada geral (DF11) por algumas respostas de chamada geral (DF04) cujo número é muito menor;
  • - a detecção de conflitos no código II / SI no limite do alcance do radar é melhorada e a detecção de alvos de ADS-B na cobertura de radar (ou seja, mais especificamente alvos de ADS-B além do alcance de escuta de ADS-B alcançável através do padrão CONT) e que estão bloqueados erroneamente por outro radar é garantida;
  • - a precisão da medição de distância síncrona do radar é melhorada por compensar a distorção da propagação ionosférica.
[0027] No campo da segurança de ATC, o seguinte é executado antes da entrada na cobertura operacional do radar para aviões equipados com um transmissor ADS-B [XXX: OK? ('transmissor' não está na fonte)]:
  • - detecção não poluente de uma sensibilidade insatisfatória do transponder;
  • - detecção de um altímetro insatisfatório associado ao transponder.
[0028] O princípio da invenção, e a exploração das diversas regiões de detecção, vai ser descrito em mais detalhe abaixo. Inicialmente, serão descritas as possíveis adaptações de uma arquitetura de radar secundária para a implementação da invenção.
[0029] As Figuras 4 e 5, portanto, ilustram mudanças na arquitetura de um radar Modo S em relação à invenção, a Figura 4 ilustra uma estrutura convencional da técnica anterior e a Figura 5 ilustra uma estrutura que implementa a invenção.
[0030] Com referência à Figura 4, que mostra um exemplo de um diagrama de um radar Modo S convencional, os elementos constituintes de tal radar serão recuperados. A Figura 4 mostra a arquitetura mínima de um radar secundário Modo S sem recepção de ADS-B integrado através dos padrões CONT_Front e CONT_Back, o que não é um modo de recepção padrão [OK para equipamento de base de?] na configuração de radar secundário convencional. A descrição a seguir apresenta uma solução baseada em quatro canais, SUM, DIFF, CONT_Front e CONT_Back, embora a invenção, claro, se aplique a uma solução baseada em três canais SUM, DIFF e CONT.
[0031] Quando utilizado da forma convencional, o radar secundário opera em um modo síncrono, ou seja, transmite uma interrogação e aguarda uma resposta que seja consistente com ela, o que lhe permite localizar por meio de medição (de azimute e distância) e para identificar (por meio do endereço de Modo S) o alvo. O diagrama da Figura 4 ilustra esta operação síncrona do radar Modo S:
  • - a parte esquerda mostra a geração das interrogações;
  • - a parte direita mostra o processamento síncrono das respostas associadas;
e as sincronizações entre elas, que são ilustradas pelas setas transversais entre a esquerda e a direita.
[0032] Para realizar esta tarefa, o radar é equipado com uma antena 1 que transmite as interrogações a 1030 MHz e recebe em resposta respostas a 1090 MHz, através de quatro padrões 11, 12, 14, 15 cujas funções são convencionalmente:
  • - o padrão SUM, para interrogar e detectar a resposta síncrona do alvo;
  • - o padrão DIFF, para localizar com precisão o alvo no feixe SUM;
  • - o padrão CONT_Front, para bloquear e rejeitar respostas a partir de alvos voltados para a antena, mas não presentes no feixe SUM principal;
  • - o padrão CONT_Back, para bloquear e rejeitar respostas a partir de alvos atrás da antena (e, portanto, necessariamente não presentes no feixe SUM principal).
[0033] Enquanto os padrões SUM e DIFF são convencionalmente estreitos com lóbulos de 3 dB entre 2,4 ° a 10 °, os padrões CONT_Front e CONT_Back procuram cada para abrangerem praticamente 180 °.
A antena também pode ser:
  • - do padrão definido, ou seja, o que é referido como uma antena "mecânica", e gira;
  • - de padrão escaneado eletronicamente ativo, ou seja, o que é referido como AESA, e permanece estacionária ou gira.
[0034] Uma junta rotativa 2 e cabos descendentes de antena, para uma antena rotativa, garantem:
  • - acoplamento de RF dos sinais transmitidos a 1030 MHz e recebidos a 1090 MHz, independentemente para os quatro padrões entre a parte rotativa e a parte fixa do radar;
  • - transferência da posição azimutal 201 do eixo do lóbulo principal da antena.
[0035] Um estágio de processamento de RF compreende:
- um duplexador ou circulador 3 garantindo o acoplamento de RF entre os sinais transmitidos em 1030 MHz e recebidos em 1090 MHz, independentemente para os quatro padrões;
- um transmissor 4 que:
  • • transmite interrogações a 1030 MHz por meio do padrão SUM;
  • • transmite pulsos para os transponders de bloco fora do lóbulo SUM em 1030 MHz através dos padrões CONT_Front e CONT_Back;
  • • o transmissor faz isso para os vários protocolos secundários: IFF, SSR e Modo S;
[0036] - um receptor 5 que recebe respostas a 1090 MHz através dos quatro padrões SUM, DIFF, CONT_Front e CONT_Back e calcula o sinal de erro para os vários protocolos secundários: IFF, SSR e Modo S.
[0037] Um estágio de processamento em tempo real compreende:
- um gestor espaço-temporal 6 que gere em tempo real os períodos de interrogação e os períodos de escuta associados, para os vários protocolos secundários: IFF, SSR e Modo S;
- um processador de sinal 7 que:
• processa as respostas nos períodos de escuta associados às interrogações, para os vários protocolos secundários: IFF, SSR e Modo S;
• detecta e decodifica respostas síncronas no lóbulo principal da antena, explorando os quatro padrões de radiação:
  • o SUM: para detectar respostas recebidas no lóbulo principal;
  • o DIFF: para localizar azimutalmente as respostas recebidas no lóbulo SUM principal e, potencialmente, degradar as respostas truncadas;
  • o CONT_Front e CONT_Back: para rejeitar as respostas recebidas através dos lóbulos SUM e DIFF laterais.
[0038] Uma etapa de processamento do lóbulo principal da antena compreende:
- um gerenciador 8 de alvos presentes no lóbulo, que:
  • • prepara (interrogação-resposta) transações a serem realizadas no próximo lóbulo, para os vários protocolos secundários: IFF, SSR e Modo S;
  • • gerencia os períodos IFF, SSR, modo S de chamada geral (all-call) e Modo S de chamada específica no lóbulo;
  • • coloca dinamicamente as interrogações e respostas de Modo S seletivas no próximo período de chamada específica dependendo do estado das transações que acabaram de ser realizadas e de qualquer nova aeronave que entre no lóbulo;
- extratores 9 que geram gráficos para cada um dos vários protocolos secundários (IFF, SSR e Modo S) com base nas respostas síncronas recebidas no lóbulo e dependendo do protocolo empregado para as interrogações.
[0039] Um estágio de processamento de múltiplas rotações 10 compreende:
  • - um gerenciador 101 das tarefas de Modo S a serem realizadas em relação aos alvos em cobertura, que prevê as posições de alvo (interseção de antena) e prepara as tarefas a serem realizadas que estão associadas a essas posições de acordo com as solicitações internas, solicitações externas e o estado das transações de rotações anteriores;
  • - associação de gráficos e rastreamento 102 de alvos em cobertura, garantindo que os alvos sejam rastreados com vistas a melhorar o desempenho (especialmente por remover gráficos falsos e verificando dados decodificados) e prever a posição futura dos mesmos principalmente, mas não apenas, no Modo S.
[0040] Uma interface de usuário permite que o radar leve em consideração várias solicitações, e os gráficos e faixas dos alvos a serem visualizados.
[0041] A Figura 5 mostra as mudanças em relação à arquitetura convencional da Figura 4, essas mudanças sendo apresentadas usando linhas tracejadas em negrito. Considerando que a operação do radar Modo S é síncrona, pode ser visto que as operações de processamento 31, 32 adicionadas para a invenção não estão ligadas à transmissão e exploram, no que diz respeito à primeira etapa 110 da invenção, apenas a posição azimutal do eixo do lóbulo principal da antena. A maioria dos elementos permanecem inalterados, atendendo assim ao critério de não intrusão da invenção na operação funcional do radar Modo S.
[0042] Os principais elementos adicionados têm as funções descritas a seguir:
No gerenciador espaço-temporal 6:
  • - transmissão 33 da posição azimutal do lóbulo principal da antena para a operação 31 para processamento de respostas de ADS-B não sincronizadas (ver abaixo);
No processador de sinal 7:
- adição de uma operação de processamento 31 que é continua (ou seja, independente dos períodos de transmissão de interrogações) e que detecta e decodifica respostas de ADS-B não síncronas por explorar separadamente, mas igualmente, os quatro padrões SUM, DIFF, CONT_Front e CONT_Back com sua sensibilidade máxima:
  • • a fim de detectar todos os esguichos ADS-B recebidos: DF17;
  • • para extrair o endereço de Modo S daí;
  • • enriquecer cada resposta decodificada com suas características: tempo de detecção; azimute do lóbulo principal da antena no momento da detecção; potência recebida via SUM, DIFF, CONT_Front e CONT_Back; e ângulo fora de mira do Esguicho ADS-B no feixe SUM e DIFF principal, que é calculado usando um método de sinal de erro;
No estágio de processamento em tempo não real (estágio de processamento de múltiplas rotações)
  • - adição de localização de longo alcance 32 de alvos de ADS-B;
  • - decisão 34 de realizar a interrogação seletiva ao atingir o alcance de interrogação síncrona.
[0043] Com referência à Figura 6, o princípio da invenção vai agora ser explicado. Um radar de acordo com a invenção ainda explora, da maneira convencional, os padrões CONT para detectar esguichos ADS-B. O alcance do radar para este processamento de ADS-B convencional é ilustrado por um primeiro círculo 41. Além disso, como será descrito abaixo, a invenção explora vantajosamente o limite de alcance de recepção (RX), através dos canais SUM e DIFF, dos sinais transmitidos pelos transponders dos aviões circundantes, sendo este limite de alcance ilustrado pelo círculo 42 de diâmetro maior. O alcance de recepção é ele próprio superior ao alcance máximo das interrogações transmitidas (TX) pelo radar e interpretadas pelo transponder, alcance esse que é ilustrado por um terceiro círculo 43 correspondendo ao transponder de alta sensibilidade.
[0044] Por outras palavras, o princípio de detecção de ADS-B de longo alcance de acordo com a invenção baseia-se na exploração do alcance diferencial entre:
- a cobertura operacional do radar, cuja cobertura é ilustrada por um último círculo 44 e com base nos valores garantidos:
  • • um transponder de sensibilidade mínima, no que diz respeito à transmissão a 1030 MHz;
  • • um transponder de potência mínima, com respeito à recepção síncrona em 1090 MHz;
  • • o ganho dos padrões SUM e DIFF da antena de radar no modo síncrono;
  • • a cobertura de interesse de uso do radar, que é necessariamente mais estreita que os três critérios anteriores cumulativamente;
- o alcance máximo 43 das interrogações em 1030 MHz, considerando um transponder tendo uma sensibilidade máxima, cujo alcance máximo é explorado no segundo passo 120;
- o alcance máximo 42 de recepção em 1090 MHz, considerando um transponder transmitindo com uma potência máxima;
- o alcance operacional de ADS-B 41, para uma função de ADS-B integrada ao radar, com base nos valores garantidos:
  • • o ganho do padrão CONT da antena usada no modo ADS-B convencional para garantir a detecção contínua de esguichos ADS-B (veja abaixo);
  • • um transponder de potência mínima, com respeito à recepção não síncrona em 1090 MHz.
[0045] A Figura 7 ilustra o princípio de detecção global de ADS-B com dois esguichos (respostas abaixo), cujo princípio é aplicado na técnica anterior, conforme relembrado na introdução. É bem conhecido na literatura que as informações de localização dos respondentes de ADS-B são codificadas em um formato designado por formato CPR (CPR sendo o acrônimo de Relatório de Posição Compacto, Compact Position Reporting) em duas respostas de ADS-B, uma resposta sendo transmitida em um primeiro quadro de referência geográfico denominado quadro par e a outra resposta sendo transmitida em um segundo quadro de referência geográfico denominado quadro ímpar. A Figura 7 mostra, a título de exemplo, nove células de resposta 61, as respostas pares 62 sendo desenhadas em negrito e as respostas ímpares 63 sendo desenhadas com caracteres mais finos. Cada célula de CPR 62, 63 contém informações latitudinais e longitudinais relacionadas à célula, as células sendo representadas em um sistema de eixos em que o eixo y representa a latitude e a longitude de eixo x. Como se sabe, um receptor ADS-B que aplica tal detecção global deve, para localizar uma fonte de transmissão de ADS-B:
  • - receber dois Esguichos ADS-B sucessivos de dois tipos diferentes: um quadro de esguicho ADS-B par 62 e um quadro de esguicho ADS-B ímpar 63;
  • - determinar a posição da fonte (alvo) por calcular a única célula de CPR 64 em que as posições pares e ímpares correspondem.
[0046] É, portanto, capaz de reconstruir a posição latitudinal e longitudinal absoluta no quadro de referência da Terra (em vez de em relação à célula).
[0047] A Figura 8 ilustra o princípio de detecção de ADS-B de acordo com a invenção. Aqui, as respostas de um único quadro são mostradas, o quadro ímpar, por exemplo. O princípio da invenção consiste em localizar a posição de um alvo com base em uma única resposta de ADS-B (par ou ímpar), explorando simultaneamente:
  • - a posição latitudinal e longitudinal do radar 70;
  • - a medição azimutal 71 feita pelo radar 70 na recepção deste esguicho ADS-B, cuja medição é feita usando os padrões SUM e DIFF.
[0048] Especificamente, uma vez que a posição latitudinal e longitudinal do radar e a medição azimutal do esguicho são conhecidas (com uma dada tolerância), é assim possível calcular a célula de CPR 72 que satisfaz as seguintes duas condições:
  • - posição de ADS-B compacta transmitida no esguicho recebido;
  • - medição azimutal do esguicho vista a partir da posição latitudinal e longitudinal do radar,
e, portanto, localizar um alvo de ADS-B com um único esguicho ADS-B. Com referência à Figura 8, a medição azimutal 71 permite que a posição 72 (célula de CPR) seja selecionada a partir das 9 posições possíveis (células) mostradas na figura.
[0049] Para resumir o processo de detecção de acordo com a invenção, pode-se lembrar que, na aquisição do esguicho não síncrono via SUM ou DIFF, o radar mede suas características de forma idêntica a uma resposta síncrona, obtendo:
  • - a posição azimutal da antena;
  • - o ângulo de visão do alvo no feixe SUM usando um método de sinal de erro;
  • - a potência do esguicho em SUM e DIFF.
Uma vez que a distância não tem significado no caso de uma resposta não síncrona, a decodificação do esguicho fornece, para o alvo:
  • - a posição latitudinal relativa (CPR par ou ímpar);
  • - a posição longitudinal relativa (CPR par ou ímpar);
  • - a altitude.
[0050] Na localização de ADS-B de longo alcance do alvo, é possível encontrar uma ambiguidade geográfica quando duas posições possíveis 81, 82 do alvo (em duas células CPR contíguas) estão alinhadas com a posição do radar, conforme ilustrado na Figura 9. Neste caso, o azimute 71 medido sozinho não é mais um discriminante, permitindo que a célula correta seja definida. Em seguida, duas outras características do esguicho ADS-B recebido são exploradas:
  • - a potência do esguicho em SUM e / ou DIFF;
  • - a altitude declarada do alvo.
[0051] Uma vez que as características do radar são conhecidas: posição geográfica (incluindo sua altitude) e as perdas de RF da instalação, é possível definir a posição 82 de maior probabilidade entre as duas posições possíveis, por estabelecer um estimador baseado na visibilidade do alvo pelo radar (dependendo da altitude do radar e do alvo) e a consistência da potência recebida do esguicho com as duas posições.
[0052] Isso é feito explorando simultaneamente:
  • - o alcance de recepção não síncrona do radar por meio dos padrões SUM e DIFF;
  • - detecção e localização de alvos usando um único esguicho.
O radar vantajosamente detecta alvos de ADS-B em alcances muito longos, convencionalmente mais de duas vezes o alcance operacional 44 do radar (veja a Figura 6).
[0053] A Figura 10 ilustra as várias regiões de detecção em relação ao percurso 99 de um avião, por exemplo, em FL500 (cerca de 15000 m de altitude) e em relação à visibilidade do avião, cuja visibilidade é representada por uma curva 90 dependente da altitude do radar e do alvo. A Figura 10 permite, neste exemplo, em função da distância do alvo no eixo x e da altitude do alvo no eixo y, ver o seguinte:
  • - a região de detecção de ADS-B de longo alcance máxima, que é delimitada por uma linha quase vertical 92 dependente da potência do transponder e da sensibilidade do receptor ADS-B no padrão SUM do radar;
  • - a região de detecção de ADS-B de longo alcance mínima garantida, que é delimitada por uma linha quase vertical 95;
  • - a região máxima de poluição por respostas de DF11 de chamada geral (alcance de poluição de transmissão), cuja região é delimitada por uma linha quase vertical 93 dependente da sensibilidade do transponder de Modo S às interrogações do radar via padrão SUM;
  • - o alcance operacional garantido do radar, cujo alcance é limitado por uma linha quase vertical 94;
  • - a região de detecção convencional de um receptor ADS-B integrado através do padrão CONT, cuja região é limitada por uma linha quase vertical 91.
[0054] Será notado que, normalmente, uma vez que os transponders que difundem esguichos ADS-B são por natureza recentes, suas características de RF são geralmente boas e, portanto, acima do mínimo de qualquer transponder de Modo S dado, o que geralmente restringe o alcance operacional do radar, que tem que processar todos os alvos de Modo S, mesmo aqueles não equipados com capacidade de ADS-B.
[0055] Olhando para a esquerda do limite de visibilidade 90 do avião, que depende da altitude do radar como resultado da curvatura da terra, a região entre a detecção de longo alcance mais favorável de esguichos ADS-B de acordo à invenção (linha 92) e o limite garantido de detecção de esguichos ADS-B (linha 95), região em que um avião em voo radial pode ser detectado antes de entrar na região de poluição 93, depois na região operacional do radar 94 e, por último, na região 91 de detecção de ADS-B integrada (detecção de ADS-B convencional garantida) pode ser vista.
[0056] Se um avião, por exemplo na altitude FL500, entrando na cobertura de radar for considerado, a invenção permite que três regiões sejam consideradas:
  • - uma região A, na qual esguichos ADS-B são detectados a longo alcance antes do possível início da poluição DF11;
  • - uma região B, correspondente ao início da poluição DF11 antes da cobertura de radar;
  • - uma região C, correspondente à cobertura de radar incluindo a recepção de ADS-B integrada convencional.
[0057] Como mostra a descrição acima, a presente invenção é baseada no fato de que as operações necessárias para integrar a função ADS-B em uma arquitetura de radar são quase idênticas às operações de processamento de sinal do Modo S implementadas pelo radar para processar respostas síncronas (DF11, DF04 / 05, DF20 / 21) uma vez que esguichos ADS-B são, de fato, simplesmente respostas de Modo S estendidas. A invenção, além disso, permite, no lóbulo SUM ou DIFF principal do feixe de radar:
  • - os esguichos recebidos devem ser localizados em relação ao azimute e em relação à potência por realizar uma medição de radar muito precisa convencional, aqui em uma resposta não síncrona em vez de uma resposta síncrona como é convencionalmente o caso:
  • - obter um ganho de antena alto, da ordem de 15 dB maior do que o ganho do padrão CONT, que é normalmente usado para detecção de ADS-B, ou seja, um alcance da ordem de quatro vezes maior do que o alcance de ADS-B integrado normal (convencional) (por razões de ilustração, as várias separações não foram mostradas em escala);
  • - localizar um alvo a muito longo alcance com um único esguicho (e não dois como convencionalmente exigido quando não se busca detectar a muito longo alcance), por explorar o conhecimento da posição do radar, a medição azimutal precisa feita por este radar e a posição de CPR latitudinal e longitudinal relativa codificada no esguicho ADS-B detectado.
[0058] Garantido que a cobertura temporal permanece baixa, menor ou igual a 1,4%, dependendo da largura do padrão SUM, mas a invenção permite que o radar secundário trate alvos igualmente distantes em um alcance muito longo (entre 200 Nmi e 500 Nmi conforme mostrado na Figura 10) como é feito convencionalmente com alvos mais próximos com um receptor ADS-B integrado convencional explorando o padrão CONT omnidirecional.
[0059] As vantagens possibilitadas pela invenção, que são exploradas na segunda etapa 120 (Figura 1), serão agora descritas, estas relacionadas especialmente a:
- com relação ao radar:
  • • a diminuição da poluição em 1090 MHz;
  • • a detecção de conflitos no código II / SI e a detecção de alvos indevidamente bloqueados na região de cobertura duplicada entre os 2 radares em conflito;
  • • correção da distância medida pelo radar (dependente de propagação);
- com relação à segurança de ATC:
  • • detecção de transponders de sensibilidade insatisfatória em 1030 MHz;
  • • geração de mapa de pressão atmosférica e detecção de altímetros insatisfatórios.
Estas cinco melhorias operacionais que são vantajosamente tornadas possíveis pela invenção são descritas abaixo. Diminuição da poluição em 1090 MHz e do número de respostas a partir de alvos fora da cobertura operacional do radar.
[0060] Atualmente, ocupação do espectro de 1.090 MHz está se tornando um dos pontos fracos de vigilância ATC. A poluição encontrada se deve ao seu sucesso e as respostas exploradas deste modo são de diversos tipos, tais como:
  • - DF11: para aquisição de novos alvos com radar Modo S;
  • - DF04 / 05: para vigilância ATC de Modo S: Vigilância complementar (ELS);
  • - DF20 / 21: para vigilância ATC de Modo S: Vigilância aprimorada (EHS);
  • - DF0: para prevenção de colisão TCAS ativa;
  • - DF17: esguichos ADS-B para prevenção de colisão ACAS passiva (ACAS sendo o acrônimo de Sistema de Prevenção de Colisão Aerotransportado, Airborne Collision Avoidance System).
[0061] As respostas de D04 / 05/17/20/21 continuarão a existir devido ao propósito da função que desempenham em um radar Modo S quando usado operacionalmente. As respostas DF0 serão eventualmente substituídas por respostas DF17. As respostas DF11 são geradas por alvos que ainda não são conhecidos por um radar e são apenas parcialmente substituíveis por outros meios, como:
- um conjunto de radares Modo S;
mas isso reduz a poluição apenas dentro de sua cobertura, a poluição DF11 continua a existir fora da cobertura comum do agrupamento;
- inicialização de faixa baseada em esguichos ADS-B;
mas a cobertura de RF de um receptor ADS-B omnidirecional é cerca de duas vezes menor do que a do radar e, portanto, só pode ser explorada em alcance de radar curto e médio para inicializar faixas de radar com base em esguichos ADS-B; isso, portanto, não evita a poluição de longo alcance e limita o alcance do radar.
[0062] Para descrever a contribuição da invenção para a redução da poluição do espectro de 1090 MHz, é feita referência à Figura 10: se um alvo voando em FL500 entrando na cobertura de radar é considerado:
  • - região A: quase assim que o alvo é visível, pode ser detectado por meio da detecção de ADS-B de longo alcance;
  • - região B: se o radar for permitido neste azimute, ele pode então bloquear o alvo por meio de interrogações UF4 de chamada específica assim que entrar na cobertura de transmissão do radar e, portanto, mesmo antes de começar a responder a todas as interrogações de chamada geral DF11; subsequentemente, o radar continua fazendo interrogações de chamada a uma taxa mais baixa (cerca de 15 a 18 segundos), o que é apenas o suficiente para evitar que o alvo seja desbloqueado: assim, a poluição DF11 (3 para cada revolução de 5 segundos) é reduzida a uma quantidade inferior de poluição DF04 (1 a cada 3 rotações de 5 segundos) e, portanto, em uma proporção próxima a 10;
  • - região C: o alvo entra na cobertura operacional do radar; a faixa já está então vantajosamente estabelecida. A invenção permite assim que a poluição devida ao nosso radar seja reduzida e o número de respostas geradas desnecessariamente por este transponder seja reduzido, enquanto acelera o rastreamento do radar quando o alvo eventualmente entra na cobertura operacional do radar Modo S.
Detecção de uma região de conflito no código II / SI a longo alcance e detecção de alvos de ADS-B bloqueados incorretamente.
[0063] O princípio de conflito no código II / SI no limite do alcance do radar será lembrado abaixo com referência à Figura 11. Uma pluralidade de soluções (ver especialmente o pedido de patente FR1913154) propõe detectar uma região da cobertura de radar em que há conflito de código II / SI com outro radar R2 próximo ao radar R1 em questão, com sobreposição de suas coberturas operacionais 111, 112. A região de sobreposição 113 é a região de conflito no código II / SI (se II1 = II2) entre as duas coberturas operacionais e, portanto, uma região na qual os dois radares R1, R2 bloqueiam nos mesmos alvos de código II / SI entrando em seus cobertura, mascarando-os do outro radar.
[0064] Se, a título de exemplo, as várias abordagens existentes forem consideradas, dependendo da posição de um radar R1 de longo alcance, tipicamente 250 Nmi (sendo o de R2 recíproco), no azimute comum de R1 e R2 a diferença entre a distância máxima entre os alvos de saída (que estão, portanto, distantes porque já bloqueados por R1) e os alvos de entrada de R1 (que são, portanto, vistos apenas quando mais próximos porque já bloqueados por R2) indicam uma probabilidade de conflito. Este método é apenas indicativo (probabilidade baseada no comportamento) e não permite que seja observado que um alvo entrando não foi visto na região de conflito e, portanto, menos ainda para mitigar este problema e, portanto, a segurança de ATC não pode ser garantida.
[0065] Neste azimute comum de R1 e R2, como em toda a cobertura de ADS-B do radar R1, rastreamento de radar Modo S de um alvo que ainda não foi detectado (via chamadas gerais UF11 / DF11 ou pelo agrupamento de Modo S), usando o endereço de Modo S e a posição dada pela difusão de esguicho ADS-B pelo alvo, permite:
  • - o conflito no código II / SI na região comum 114 de cobertura operacional de R2 e de cobertura de ADS-B de R1 a ser endereçado;
  • - uma alta reatividade a ser garantida e, portanto, alvos de ADS-B bloqueados por R2 a serem detectados assim que atingirem a cobertura de ADS-B de R1;
No entanto, como o alcance convencional de um receptor ADS-B integrado de R1 é limitado pelo menor ganho do canal CONT em comparação com o canal SUM de R1 (cerca de 15 dB), isso não cobre toda a região de conflito de radares em longos alcances.
[0066] Pelas mesmas razões, a análise da presença e da distribuição de FRUTAS, tal como descrito no pedido de patente FR1913154, é doravante aplicável a todos os aviões Modo S, estejam eles equipados com uma capacidade de ADS-B OUT ou não, mas é, como para o alcance de ADS-B de R1, limitado pelo ganho inferior de CONT versus SUM de R1; portanto, esta análise se aplica a radares de médio alcance.
[0067] De acordo com a invenção, os alvos de ADS-B são doravante detectados e localizados através de seus esguichos e associados às faixas de ADS-B bem antes da cobertura operacional do radar, ou seja, a região de recepção de chamadas gerais UF11 e DF11, que é também a região das interrogações das chamadas específicas UF04 / 05 e DF04 / 05, ou seja, nesta distância longe do radar, conforme mostrado na Figura 10.
[0068] Se o princípio de remoção da poluição descrito acima não for aplicado (no caso, por exemplo, de recusa do usuário em permitir que bloqueio ocorra fora da cobertura e, portanto, na região B), o radar R1 ainda pode interrogar este alvo assim que entrar em sua região de cobertura operacional (região C) e assim garantir uma vigilância de Modo S perfeita em toda a região de conflito no código II / SI, desde que o alvo esteja equipado com capacidade de ADS-B.
[0069] O conflito no código II / SI é declarado apenas na cobertura operacional do radar 94 posteriormente: se o alvo de ADS-B foi bloqueado na região B para reduzir a poluição pelas respostas DF11, então a invenção se propõe a desfazer o bloqueio na entrada na região C, caso seja concedida permissão para fazê-lo, a fim de verificar a ausência de respostas DF11 deste alvo na região C, com vistas a declarar o conflito no código II / SI caso o radar receba respostas DF04 / 05 a interrogações de chamada geral deste mesmo alvo; portanto, com este método, o alvo é primeiro detectado e só então é verificado se há um conflito no código II / SI ou não, especialmente a fim de alertar sobre a potencial não detecção de aviões equipados com um Modo S, mas não capacidade de ADS-B.
[0070] Se o alvo de ADS-B não estava bloqueado na região C, então a ausência de resposta DF11 a partir dele ao radar antes de sua entrada na região B e, portanto, antes de ser bloqueado na cobertura operacional do radar, torna-se um indicador de conflito no código II / SI.
Correção da distância medida pelo radar (dependente de propagação).
[0071] Sabe-se que as ondas de um radar secundário a 1030 MHz e 1090 MHz não se propagam em linha reta, como resultado de distorções de índice nas camadas da ionosfera; como resultado, os alvos parecem estar mais longe do que de fato estão.
[0072] De acordo com a invenção, para corrigir a distância medida pelo radar, é possível usar os mesmos esguichos ADS-B que aqueles usados para a detecção de ADS-B de longo alcance:
  • - as mensagens ADS-B de "posição aerotransportada" transmitidas a cada 0,5 segundos fornecem a posição latitudinal / longitudinal e a altitude barométrica.
[0073] Uma vez que a etapa 110 permitiu que a posição latitudinal e longitudinal e a altitude do alvo de ADS-B fossem determinadas com um único esguicho, em associação com a posição latitudinal e longitudinal conhecida do radar, é possível recalcular a distância exata do alvo, ou seja, do local geográfico e da altitude em que o referido alvo está localizado, para o radar, sendo principalmente útil para radares de alta altitude (altitude superior a 1000 m) tendo uma visibilidade de alvos de média altitude a distâncias muito longas a partir do radar.
[0074] A invenção propõe, portanto, em uma base de tempo de movimento que pode ser ajustável de modo a refletir a estabilidade atmosférica do ambiente, reunir, por célula geográfica 3D e por fatia altitude, as estatísticas sobre a diferença entre a distância medida pelo radar e a distância calculada pelos alvos de ADS-B presentes na célula. Assim, a cada célula, utilizando alvos de ADS-B, está associada uma diferença média entre a distância medida pelo radar e a distância geométrica. Esta análise pode ser realizada na região C, ou mesmo na região B se o radar tiver permissão para interrogar alvos fora de sua cobertura operacional.
[0075] Se as estatísticas por célula são representativas (ou seja, com base em um número suficiente de amostras exibindo uma diferença de distância estável e uma consistência com células vizinhas), então, com cada detecção de alvo SSR, Modo S ou IFF síncrona pelo radar, se referido alvo é ADS-B capaz ou não, a distância medida (que portanto inclui efeitos devido à propagação através das camadas ionosféricas) pode ser completada por uma avaliação da distância geométrica, de modo a corrigir a distância medida com a diferença média desta célula neste altitude e, portanto, para a contribuição das reflexões ionosféricas. A distância medida pelo radar é assim corrigida em função das diferenças médias calculadas nas células geográficas sobrevoadas sucessivamente pelo alvo. No que diz respeito à gestão de múltiplos radares, esta correção de distância permite ainda melhorar a associação das faixas geradas por vários radares para um mesmo alvo, compensando assim a desigual propagação de camadas assim vista.
Detecção de transponders de baixa sensibilidade
[0076] Um objetivo desta etapa opcional da invenção é detectar, o mais rapidamente possível após a entrada na cobertura distante do radar, a presença de aviões compreendendo um transponder de baixa sensibilidade, ou seja, de sensibilidade abaixo dos limiares padrão. É assim possível alertar para a fragilidade potencial da detecção síncrona destes aviões pelo radar, ou seja, aviões que, durante manobras que diminuem o campo irradiado recebido do radar, podem deixar de ser detectados. A ICAO define, no Anexo 10 Volume IV, as características de RF esperadas da antena de um transponder instalado em um avião:
  • - no que diz respeito à sensibilidade: -71 a -77 dBm, no que diz respeito à capacidade de ouvir interrogações (apenas modo síncrono);
  • - no que diz respeito à potência: 51 a 57 dBm (125 a 500 W), no que diz respeito à transmissão de respostas síncronas e não síncronas.
[0077] O pedido de patente FR1800479 propõe avaliar a sensibilidade de um transponder em uma configuração ativa, normalmente durante a decolagem do avião a partir de um aeroporto e, portanto, a priori a curta distância, transmitindo várias interrogações, que são complementares à vigilância do alvo. A potência dessas interrogações é atenuada (tanto por meio da redução no transmissor do radar, mas também usando a atenuação do ganho de antena quando o alvo está muito fora de mira no lóbulo) a fim de determinar a qual potência o alvo não responde mais. Especificamente, como a potência das respostas do transponder permanece máxima mesmo a curta distância do interrogador, sabe-se que a não detecção da resposta pelo radar só pode ser devido à não interpretação da interrogação pelo transponder.
[0078] A invenção aqui tem o mesmo objetivo, e se propõe a avaliar a sensibilidade dos transponders em uma configuração quase passiva, ou seja, sem gerar quaisquer interrogações adicionais e, portanto, sem poluição adicional, o que seria contrário à abordagem anterior, com o mesmo objetivo de avisar sobre a presença de transponders que não sejam suficientemente sensíveis.
[0079] Para este fim, assim que o esguicho ADS-B é recebido no lóbulo de antena principal (SUM e / ou DIFF), o alvo é identificado por meio de seu endereço de Modo S e localizado em relação ao azimute e à distância. A fim de limitar a poluição gerada pelas respostas DF11 que o alvo transmite assim que interpretou as interrogações, o alvo é seletivamente bloqueado o mais rápido possível por meio de interrogações de chamada geral conduzidas usando toda a potência do transmissor do radar em seu lóbulo central (e, portanto, aquele de ganho máximo) , a uma taxa de repetição muito baixa (normalmente 1 vez a cada 15 segundos).
[0080] Como o radar localizou o alvo através dos esguichos ADS-B deste alvo, pode-se presumir que a potência transmitida pelo transponder também estará dentro das especificações quando o alvo começar a responder a uma interrogação de chamada geral UF11 ou chamada geral UF04 / 05; o último está, portanto, logo acima do limiar de sensibilidade de extremidade de recepção do transponder; o radar é então capaz de calcular a potência recebida pela antena do transponder por explorar características, conforme descrito no pedido de patente FR1800479 acima mencionado, essas características sendo: no que diz respeito ao radar:
  • - ganho de antena (ganho máximo - perda de ganho de antena devido ao ângulo fora de mira azimutal do alvo durante a interrogação);
  • - perdas devido aos cabos entre o transmissor e a antena;
  • - potência de pico de seu transmissor; e no que diz respeito ao alvo:
  • - perda de ganho de antena em função da elevação do alvo visto a partir da antena do radar;
  • - perdas de propagação estimadas assumindo que os efeitos de propagação permanecem semelhantes entre as interrogações e as respostas uma vez que as frequências são muito próximas (1030 MHz para as interrogações e 1090 MHz para as respostas), tendo em consideração outras características conhecidas relacionadas com as duas frequências.
[0081] Em ambos os casos, em comum, assim que alvos aparecem no espaço aéreo, e apesar de existirem diferenças entre as duas abordagens, que são indicadas a seguir, eles se complementam e ambos trabalham para o mesmo objetivo.
[0082] No que diz respeito ao pedido de patente FR1800479, pretende-se fazer uma medição de sensibilidade, tipicamente durante a decolagem de um avião a partir de um aeroporto e, portanto, a pequena distância, por diminuir a potência transmitida nas interrogações sucessivas até o limiar de sensibilidade de extremidade de recepção ser ultrapassado, fazendo com que o transponder não responda: a pesquisa está, portanto, ativa e poluente, mas permanece aceitável porque é realizada apenas na inicialização do percurso.
[0083] De acordo com a presente invenção, que é requerida para fazer uma medição da sensibilidade a um longo alcance, tipicamente, antes de um avião mesmo entrar no espaço aéreo de radar. Dado que a capacidade do enlace descendente (avião para radar) é boa, uma vez que as respostas de ADS-B estão sendo detectadas, se o avião não responde às interrogações de chamada geral ou de chamada especifica, isso significa que seu transponder ainda está abaixo do limite de sensibilidade de extremidade de recepção para as interrogações em 1030 MHz transmitidas pelo radar secundário. As interrogações de chamada específica adicionais destinadas ao transponder não causam poluição, uma vez que não as detecta até que ultrapasse o limiar de sensibilidade da extremidade de recepção.
[0084] A solução tornada possível pela invenção é vantajosa para a segurança de ATC porque a última requer qualquer falha dos sistemas de vigilância destinada a ser detectada o mais cedo possivel, durante o voo de um avião.
Detecção de altímetros insatisfatórios.
[0085] A separação em relação à altitude da aeronave é um dos elementos básicos da segurança aérea, tanto no que diz respeito ao controle de tráfego aéreo quanto no que diz respeito aos sistemas automáticos, como os sistemas anticolisão a bordo. A medição da pressão atmosférica define a altitude local de uma aeronave e, portanto, permite garantir uma separação em relação à altitude barométrica entre aviões da mesma via aérea. Sabe-se que a falha de altímetros pode causar catástrofes aéreas. Portanto, é importante detectar, o mais rápido possível, ou mesmo em tempo real, a falha de um altímetro barométrico, como a presente invenção permite, antes ou assim que um avião entra na aérea de cobertura de um radar secundário.
[0086] Uma primeira etapa, com vistas à detecção de altímetros barométricos insatisfatórios, consiste em estabelecer, por célula geográfica 3D, uma pressão atmosférica média, permitindo a geração de um mapa das diferenças entre altitude barométrica e altitude geométrica, a cobertura ADS-B de longo alcance da invenção tendo sido previamente dividida em células geográficas. O tamanho de uma célula pode ser tipicamente 1 ° de latitude e 1 ° de longitude.
[0087] As informações obtidas a partir de mensagens de velocidade aerotransportadas, que são um segundo tipo de mensagem de ADS-B, e que são transmitidas a cada 0,5 segundos, fornecem a diferença de altitude entre a medição barométrica e a medição geométrica (que é obtida por meio de posicionamento de satélite GNSS em especial). De acordo com a invenção, são coletadas estatísticas sobre esta diferença, por célula geográfica, em uma base de tempo móvel que pode ser ajustável de forma a levar em consideração a estabilidade atmosférica do ambiente. A Figura 12 ilustra um exemplo de mapa de médias das diferenças entre as altitudes barométricas e as altitudes geométricas assim obtidas. A gradação das médias corresponde à gradação do nível de escala de cinza ao longo do mapa.
[0088] Em associação com essas médias por célula, o seguinte também é considerado:
  • - o número de medições na célula que permitem estabelecer a média;
  • - um desvio padrão das medições em cada célula, refletindo a estabilidade de medição na célula e, portanto, a estabilidade da pressão atmosférica nesta célula.
[0089] De acordo com a invenção, à taxa da base de tempo móvel (base de tempo móvel em que as médias da diferença por célula geográfica 3D são tomadas):
- para cada célula geográfica, é realizada uma análise da distribuição das diferenças entre a altitude barométrica e a altitude geométrica ao longo do alcance de valores possíveis entregues no esguicho ADS-B, normalmente com um passo de 25 pés, conforme ilustrado na Figura 13, que mostra um exemplo de uma distribuição 131 dessas diferenças para todos os alvos presentes na célula geográfica;
- Então se:
  • • por um lado, o desvio padrão das diferenças é
  • inferior a um parâmetro da invenção indicando uma estabilidade das diferenças de altitude nesta célula; e
  • • por outro lado, um número de diferenças na célula é maior do que outro parâmetro, indicando uma representatividade da média da célula;
então, qualquer alvo do radar presente na célula tem sua diferença de altitude (barométrica / geométrica) avaliada em relação à média das diferenças de altitude.
Os dois parâmetros da invenção permitem que o operador ajuste a invenção às características de seu local de radar:
  • - estabilidade atmosférica por meio do desvio padrão
  • - congestionamento de avião por meio do número de medições.
[0090] Se esta diferença de altitude estiver próxima da distribuição das outras diferenças da célula, de acordo com um determinado critério de proximidade 142, o alvo é considerado como tendo uma diferença de altitude barométrica / geométrica consistente e sua pontuação de faixa de ADS-B é aumentada em valor, este caso sendo ilustrado na Figura 14. Esta figura mostra a diferença do alvo por meio de uma curva 141 que está próxima da distribuição de todas as diferenças 131.
[0091] Se esta diferença 151 está além da distribuição das outras diferenças da célula por uma quantidade 152 que é muito grande, como ilustrado na Figura 15, o alvo é considerado como tendo uma diferença de altitude barométrica / geométrica inconsistente e sua pontuação de faixa de ADS-B diminui em valor, atribuindo-lhe o valor -1 em vez do valor +1 como no caso anterior (Figura 14).
[0092] A pontuação de consistência da diferença de altitude barométrica / geométrica de cada faixa de ADS-B é analisada com base em um determinado número de comparações que são realizadas com o objetivo de declarar, para um usuário do radar, se essa pontuação está abaixo de um valor presumido de um altímetro insatisfatório. Este valor é definido tendo em conta a precisão da medição de posição de ADS-B transmitida nos esguichos, que serviram para estabelecer a diferença de altitude barométrica / geométrica tanto para a referência da célula como para o alvo em questão. Assim, quanto mais precisa a detecção de erro de altimetria, mais ela diminui a população de alvos usada e, portanto, preocupada com o teste, e mais a invenção deve integrar essa menor quantidade de dados por célula em uma janela móvel mais longa. Este parâmetro permite o compromisso usual entre a posição de medição e a estacionariedade do contexto da medição ser ajustado.
[0093] A detecção de muito longo alcance de esguichos ADS-B permite que esta análise estatística seja realizada antes que o alvo entre na cobertura de responsabilidade do radar Modo S e, assim, permite que um controlador de tráfego aéreo gerencie a separação entre tal um alvo e aqueles ao seu redor com uma margem maior para garantir a segurança de ATC, mesmo em caso de mau funcionamento do altímetro.

Claims (8)

  1. Método para localização, com um radar secundário compreendendo uma antena (1) tendo um padrão de radiação formando um canal de soma, designado SUM, um padrão de radiação formando um canal de diferença, designado DIFF, e um padrão formando um canal de controle, designado CONT, de alvos que transmitem esguichos ADS-B, o radar secundário tendo uma cobertura de interrogação predefinida (43), CARACTERIZADO pelo fato de que os referidos alvos são localizados através da implementação das seguintes etapas:
    • - detectar esguichos ADS-B recebidos através do referido canal CONT (102), através do referido canal SUM (103) e através do referido canal DIFF (104);
    • - medir pelo menos a potência dos referidos esguichos e seu azimute em relação ao referido radar (110);
    a localização de um alvo transmitindo esguichos ADS-B sendo calculada por explorar pelo menos a detecção de um único esguicho ADS-B, à luz da posição latitudinal e longitudinal do referido radar e da medição azimutal (71) em relação ao referido radar, uma célula de posição, designada a célula de CPR (72), codificada no referido esguicho sendo selecionada através da referida medição azimutal.
  2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que, no caso onde duas posições de CPR (81, 82) codificadas no referido esguicho estão possivelmente posicionadas no mesmo setor azimutal, as referidas duas posições (81, 82) são discriminadas entre o uso da potência medida e a altitude que é codificada no referido esguicho ADS-B, a posição retida (82) sendo a posição de maior probabilidade de acordo com um estimador com base na visibilidade do referido alvo e na consistência da potência recebida pelo radar com a distância a partir do alvo ao radar.
  3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma etapa (120) em que a aquisição de chamada específica de um alvo é garantida assim que ele entra na cobertura de interrogação (43) do referido radar por explorar:
    • - a posição codificada nos esguichos ADS-B transmitidos pelo referido alvo, logo que entre em uma cobertura de recepção (42) do referido radar;
    • - a identidade de chamada específica do referido alvo, que é contida em seu endereço de Modo S, que é codificado nos referidos esguichos,
    uma única interrogação de chamada específica sendo transmitida a cada N rotações da antena (1) a fim de bloquear o alvo no código da estação de radar e, assim, evitar a poluição pelas respostas DF11 que um alvo usualmente gera em cada rotação, potencialmente assim que entra na referida cobertura de interrogação (43) e até uma região (44) de alcance operacional do referido radar.
  4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma etapa (120) na qual, os referidos alvos sendo detectados e localizados através de seus esguichos ADS-B antes da cobertura de interrogação (43) do referido radar, os referidos alvos estão associados a faixas de ADS-B assim que entram na referida cobertura de interrogação, permitindo que sejam adquiridos pelo referido radar secundário, então as referidas faixas são momentaneamente desbloqueadas na sua entrada na referida cobertura de radar operacional, a fim de permitir um estado potencialmente bloqueado dos mesmos, ou seja, se eles estão bloqueados para outro radar, ou seja, a ausência de respostas síncronas DF11, para serem detectados e, portanto, potencialmente para tornar possível fornecer um alerta de um conflito no código II / SI para outros alvos de Modo S sem capacidade de ADS-B enquanto garantindo a vigilância de chamada específica de modo S de um alvo assim que ele entra na cobertura operacional do referido radar.
  5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma etapa (120) em que, em uma janela de tempo móvel, por célula geográfica sobrevoada por um alvo, uma média da diferença entre a distância do alvo medido pelo referido radar e a distância do referido alvo codificado nos esguichos ADS-B transmitidos pelo referido alvo é calculada, isso feito sendo para cada alvo que passa através da célula, então cada distância medida pelo radar de qualquer alvo em qualquer modo é depois corrigida à luz das diferenças médias calculadas para a célula geográfica sobrevoada pelo referido alvo.
  6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma etapa (120) de medir a sensibilidade dos transponders, em seguida, detectar transponders de sensibilidade insatisfatória para as interrogações em 1030 MHz transmitidas pelo referido radar por interrogar, em modo de chamada específica ou não, os alvos transmitindo esguichos ADS-B localizados através do referido método, na entrada na cobertura de interrogação (43) do referido radar, e por calcular a sensibilidade do transponder com base na potência recebida pelo transponder em sua primeira resposta às referidas interrogações a 1030 MHz, um transponder sendo declarado de sensibilidade insatisfatória se a referida potência for superior a um dado limiar.
  7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma etapa (120) em que um altímetro insatisfatório associado ao transponder de um alvo de ADS-B é detectado pela exploração, em uma série de células geográficas sobrevoadas pelo referido alvo, do desvio da diferença entre a altitude barométrica e geométrica codificada nos esguichos ADS-B transmitidos pelo referido alvo a partir da média, em uma janela de tempo móvel, da diferença entre a altitude barométrica e a altitude geométrica calculada para outros alvos por célula para cada uma das referidas células geográficas sobrevoadas pelo referido alvo, um altímetro sendo considerado insatisfatório se o referido desvio (152) exceder um dado limiar.
  8. Radar secundário, CARACTERIZADO pelo fato de que é configurado para implementar o método conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 7.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4237903A4 (en) 2021-03-01 2024-04-24 Lumus Ltd COMPACT COUPLING OPTICAL SYSTEM FROM A PROJECTOR IN A WAVEGUIDE
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CN115394125A (zh) * 2022-08-24 2022-11-25 陕西凌云电器集团有限公司 基于ads-b的飞行器空中防撞方法
CN116824925B (zh) * 2023-08-31 2023-11-03 四川九洲空管科技有限责任公司 一种基于混合监视提高tcas目标航迹质量的方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3075398B1 (fr) * 2017-12-19 2020-01-10 Thales Procede de mesure de diagrammes d antenne d un radar secondaire et radar secondaire mettant en oeuvre un tel procede
US20190191910A1 (en) * 2017-12-21 2019-06-27 George Davis Clothes Hanger Organization Assembly
FR3081230B1 (fr) 2018-05-17 2020-07-03 Thales Procede pour mesurer en fonctionnement operationnel certaines caracteristiques du transpondeur de bord en utilisant le radar secondaire
FR3090122B1 (fr) * 2018-12-18 2020-11-27 Thales Sa Procédé de mesure de précision azimut et de diagrammes du lobe principal d’antenne d’un radar secondaire, et radar mettant en œuvre un tel procédé
FR3103568B1 (fr) 2019-11-25 2021-12-03 Thales Sa Procede de detection de conflits de code ii/si d'identification de radar mode s avec des radars environnants, et radar secondaire mettant en oeuvre un tel procede

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