FR2622301A1 - Systeme anticollision pour avions et autres moyens de transport, procede et appareil pour son application - Google Patents

Abstract

Le fonctionnement d'un système anticollision à détermination de position est initialisé, à une station propre Pr qui détermine les positions de la station propre et d'autres stations Au à partir d'interrogations de radars de surveillance secondaire SSR et de réponses à elles, par la brève émission d'interrogations à partir de la station propre et la réception de réponses consécutives non brouillées d'autres stations Au afin de déterminer leurs distances directes Y de la station propre Pr. Les données de distance sont utilisées dans des calculs trigonométriques pour obtenir les positions initiales de la station propre Pr et d'autres stations Au. L'interférence avec le fonctionnement normal du système standard de radiobalisage pour le contrôle du trafic aérien ATCRBS est limitée à un minimum en émettant seulement très brièvement et seulement quand cela est nécessaire depuis la station propre Pr. La distance D entre des paires de radars SSR 1, SSR 2 est calculée également.

Description

Cette invention concerne les systèmes anticolLision pour véhicuLes, autres

moyens de transport ou mobiles, et elle se rapporte plus particulièrement à des perfectionnements apportés à l'invention décrite et revendiquée dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 768 036 délivré à George B. Litchford et Burton L.

Hulland, et intitulé "Collision Avoidance System".

L'invention précitée procure des procédés et des moyens pour déterminer de façon répétée les positions d'aéronefs "propre" et "autre(s)" équipés d'un émetteur-répondeur dans les zones

couvertes par deux ou davantage de radars de surveillance secon-

daire (SSR pour secondary surveillance radar) identifiés et se trouvant à des emplacements connus, en utilisant des interrogations standards de systèmes de radiobalisage pour le contrôle du trafic aérien (ATCRBS pour air traffic control radio beacoo system) et les réponses consécutives reçues à la propre station. Pour que le

système puisse commencer à fonctionner, la position propre instan-

tanée doit être connue ou déterminée. Ceci est réalisable au moyen d'une méthode d'essai systématique, telle qu'un algorithme Simplex, comme décrit dans le brevet des EUA n 4 768 036. Un tel procédé permet le fonctionnement entièrement passif, sans autres transmissions radioélectriques que celles qui existent déjà dans le fonctionnement normal des systèmes ATCRBS. Dans ce qui va suivre, afin de simplifier, Pr désigne la position propre, la station

propre, l'aéronef propre, et ainsi de suite, tandis que Au est uti-

lisé pour désigner la position d'une autre station, un autre

aéronef, et ainsi de suite.

Conformément à la présente invention, la position initiale de la station Pr est établie à partir de la mesure active de la distance qui la sépare d'émetteurs-répondeurs de stations Au disponibles, dont les réponses successives aux interrogations de Pr, sont les réponses exemptes d'interférences provoquées par le

recouvrement ou le chevauchement de réponses. De telles interfé-

rences sont communément appelées "brouillage". Des réponses non

brouillées sont choisies pour permettre la détermination de l'iden-

tité et de l'altitude des Au et leurs retards par rapport aux interrogations qui les ont provoqués sont des mesures des distances directes entre les Au et Pr. Afin de garantir L'exactitude de La mesure de La distance par rapport à un Au identifié, Pr émet une courte salve d'interrogations répétées en mode A et mode C et

soumet Les réponses reçues à une analyse de corrélation.

Plusieurs émetteurs-répondeurs Au peuvent répondre sans

brouilLage. En pareil cas, on choisit celui disposé le plus favo-

rablement en vue de la détermination exacte des positions de Pr et des Au. Une séquence d'approximations de la position de Pr n'est

pas nécessaire, comme décrit dans le brevet des EUA n 4 768 036.

Toute interférence provoquée par les interrogations de Pr et les réponses consécutives aux systèmes ATCRBS existants est transitoire et pratiquement négLigeable. Les positions de Pr et des stations Au qui y répondent, sont déterminées trigonométriquement à partir des distances Y mesurées, des azimuts différentiels A et des temps

différentiels d'arrivée T d'interrogations des radars de surveil-

lance secondaire et des réponses successives, non brouillées, fournies à ces interrogations par les émetteurs-répondeurs Au identifiés mentionnés dans ce qui précède. Après que la position Pr

a été déterminée en utilisant des transmissions actives en combi-

naison avec des données "passives", les positions relatives de stations Au en sont seulement dérivées de façon passive, comme

décrit dans le brevet des EUA n 4 768 036.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention

ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un

exemple de mise en oeuvre non limitatif, ainsi que des dessins annexes, sur lesquels:

- la figure 1 est le schéma synoptique d'un mode de réali-

sation préféré du système selon l'invention; et - les figures 2 à 4 sont des représentations géométriques

servant à expliquer le fonctionnement du système de la figure 1.

Comme on peut le voir sur la figure 1, l'équipement à une station Pr, se trouvant typiquement à bord d'un avion ou d'un autre véhicule ou à un point initialement inconnu au sol, comprend un récepteur 1 de 1 030 MHz, qui est conçu pour recevoir et décoder

des interrogations classiques d'un radar de surveillance secon-

daire. Le récepteur est agencé pour déLivrer une impulsion de sortie au décodage d'un impulsion P3 d'une paire d'impulsions P1-P3 de chaque interrogation reçue. Lorsque aucun faisceau d'un tel radar SSR n'est pointé sur Pr, des impulsions synthétiques P3 sont o déLivrées, comme décrit dans Le brevet des EUA n 4 021 802. Un récepteur 2 de 1 090 MHz est conçu pour recevoir tous Les signaux de réponse d'autres émetteursrépondeurs pouvant se trouver à sa portée, et il déLivre des impulsions de sortie correspondant à de teLLes réponses. Un codeur d'altimètre 3 fournit un signaL de

sortie représentant l'aLtitude de Pr.

Un dispositif de mémorisation 4, de préférence de type non

volatil, tel qu'une mémoire morte (ROM), contient une liste orga-

nisée de tous Les SSR susceptibles d'être utilisés avec le système, y compris l'indicatif ou "signature" et l'emplacement géographique

de chacun d'eux. La signature d'un SSR est la combinaison distinc-

tive de la période de rotation du faisceau principal (P) et de la caractéristique de récurrence des impulsions (PRC) attribuée à ce

SSR particulier.

Un dispositif de mémorisation 5 est conçu pour retenir des données définissant la dernière position Pr déterminée et pour les remplacer par des données révisées ou actualisées Lorsque celles-ci sont fournies sur une ligne 7. Les données relatives à la position Pr instantanée sont fournies à un dispositif 8 constituant un sélecteur de SSR et un calculateur de D, dispositif qui contient des moyens de comparaison de données agencés de façon connue pour pouvoir choisir, sur la base de leurs positions - stockées dans le dispositif de mémorisation 4 - et sur la base de la position Pr,

tous les SSR se trouvant dans un rayon de, par exemple, 160 km en-

viron (100 miles) de la position Pr. La fenêtre de sélection peut être réglable et conçue pour que puissent être choisis jusqu'à cinq, par exempLe, SSR parmi ceux situés Leplus favorablement. Les signatures et les emplacements des SSR choisis sont fournis à un

ordinateur de A, T, H et ID, lequel est désigné par 9.

Les impulsions venant du récepteur 1 et qui sont en relation avec les interrogations à partir des SSR au sol, les réponses Au à ces interrogations, réponses qui sont transmises par le récepteur 2, de même que L'altitude Pr codée, fournie par le codeur d'altimètre 3, sont également appliquées en tant que signaux

d'entrée à l'ordinateur 9, lequel peut correspondre à celui repré-

senté et décrit dans le brevet des EUA n 4 021 802, en référence à la figure 3 de ce document et plus particulièrement aux éléments portant les références 301-304 et 306-319. Les sélecteurs PRC correspondant aux éléments 301 et 304 de ce brevet sont réglés par le dispositif 8 formant le sélecteur de SSR et le calculateur de D, en vue de la réception des interrogations des SSR choisis et des

réponses consécutives.

L'ordinateur 9 fonctionne de la manière décrite dans le

brevet n 4 021 802 précité et délivre en sortie des données repré-

sentant le temps d'arrivée différentiel T, l'azimut différentiel A et l'altitude différentielle H de chaque station Au par rapport à

Pr, en association avec l'identité du Au et l'identité et l'empla-

cement du SSR à partir duquel les données ont été obtenues. Ces données apparaîtront en série, dans des salves séparées, selon une séquence qui dépend des positions des stations participantes et des

emplacements et périodes de rotation des SSR.

A mesure qu'elles deviennent disponibles, les données délivrées par l'ordinateur 9 sont stockées dans un tampon 10 qui comprend un groupe de registres agencés chacun pour mémoriser de façon associative les données de A, T et H se rapportant à une station Au identifiée, ensemble avec l'identité de Au et l'identité et l'emplacement du SSR à partir duquel les données ont été obtenues. Chaque fois qu'un tel ensemble de données est complet, le

tampon 10 le présente à un ordinateur de position 11. Quand celui-

ci a terminé un quelconque calcul en cours et s'il est libre pour le faire, il accepte l'ensemble de données présenté et autorise le registre correspondant du tampon de commencer l'accumulation d'un

autre ensemble de données.

L'ordinateur 11 peut être un ordinateur d'usage général ou un dispositif spécial programmé comme un filtre de Kalman, par exemple, dont les signaux de sortie actualisent les positions Pr et Au en réponse à chaque nouvel ensemble de données. Les données de position de Pr et de Au, lesquelles peuvent se présenter sous un format latitude-longitude, sont appliquées à un convertisseur de coordonnées 12 de type connu. Ce convertisseur produit des signaux

de sortie représentant des distances et des gisements de Au iden-

tifiés par rapport à Pr. Un générateur d'affichage 13, également de type connu, utilise ces signaux de sortie pour produire des signaux commandant un dispositif d'affichage 15, tel qu'un tube cathodique, pour visualiser la distance, le gisement et l'altitude de stations

Au identifiées par rapport à Pr. Le cap de Pr, obtenu d'un dispo-

sitif 14 tel qu'un compas, peut être appliqué également au géné-

rateur 13 en vue de l'orientation du visuel par rapport au cap de

Pr.

Un émetteur 16 de 1 030 MHz comporte un codeur d'interro-

gation semblable à celui d'un SSR normal, mais agencé pour délivrer

de courtes salves contenant chacune au moins trois paires d'inter-

rogations alternantes en mode A (identité) et mode C (altitude). Si l'émetteur 16 se trouve à bord d'un avion, il peut être actionné automatiquement après le décollage, pendant la montée, lorsque l'aéronef Pr atteint une altitude d'environ150 m (500 pieds) par exemple. Les salves d'interrogations peuvent être répétées, si nécessaire, à des intervaCles d'environ une seconde, par exemple, avec une période de récurrence sensiblement plus longue que celle attribuée à un quelconque SSR normal. En d'autres termes, les interrogations utilisent une "signature" et une fréquence de récurrence qui diffèrent sensiblement de celles de n'importe quel SSR. A chaque

interrogation, l'émetteur 16 envoie une impulsion de synchro-

nisation à un ordinateur 17 pour la détermination active de distances. Des réponses reçues et décodées par le récepteur 2 de

1 090 MHz sont appliquées à l'ordinateur 17 à travers un corré-

lateur actif 2A de type de connu, semblable à celui employé dans les équipements récepteurs des SSR au sol, qui rejette Les réponses brouillées et laisse seulement passer les réponses successives dans lesquelles au moins deux réponses d'identité et deux réponses d'altitude sont en corrélation, sur la base impulsion à impulsion, avec les interrogations combinées en mode A et mode C par l'émetteur 16, et sont retardées par rapport à elles

par les mêmes intervalles. De telles réponses contiennent l'iden-

tité et l'altitude d'une quelconque station Au non brouiLLée et

elles sont retardées, par rapport aux interrogations correspon-

dantes, par des intervalles qui sont proportionnels à la distance

directe Y séparant Au de Pr. L'ordinateur 17 mesure les inter-

valles, calcule la distance ou les distances, et applique les données de distance, en association avec des données d'identité et

d'altitude correspondantes à un ordinateur de position initiale 18.

L'ordinateur 18 reçoit, de l'ordinateur 9, des données de A, T, H et ID "passives" relatives à la station Au répondant aux interrogations émises par des SSR au sol, tandis qu'il reçoit de l'ordinateur 17 des données de H et ID (identité) de stations Au répondant à l'émetteur 16, et il calcule, à partir de ces données, trigonométriquement, la position Pr. La distance directe Y de Au par rapport à Pr est fournie par l'ordinateur 17. Les données de position Pr sont fournies au dispositif de mémorisation 5 de la position Pr à travers un sélecteur 18A de géométrie et position

optimales, dont il sera encore question par la suite.

Pour faire démarrer le fonctionnement du système, une estimation grossière de la position Pr, à environ 50 km (30 miles) près par exemple, est nécessaire pour permettre au sélecteur 8 de SSR de positionner les sélecteurs PRC dans l'ordinateur 9 en vue de la reconnaissance et de l'acceptation des interrogations de deux ou davantage de SSR dans la grande région environnante, de même que

les réponses à ces interrogations.

Habituellement, ce besoin peut être satisfait facilement à l'aide du signal de sortie du dispositif de mémorisation 5 de la position Pr, lequel retient les dernières données disponibles avant que le système ne soit arrêté. Si cela n'est pas possible, par exemple lorsque Pr s'est déplacé sur une grande distance alors que l'équipement ne fonctionnait pas, la position estimée grossièrement peut être introduite dans le dispositif 5 manuellement, par

exemple.

Pour affiner la position Pr estimée et l'approcher beaucoup plus de la position véritable, l'émetteur 16 diffuse une salve d'interrogations répétées, codées alternativement pour ID (identité) et altitude, avec une signature PRC qui diffère nettement de celle attribuée à n'importe quel SSR. Lors de cette émission, le récepteur de 1 030 MHz est rendu inopérant. Tous les Au se trouvant dans La zone de portée répondront. Dans une situation de trafic relativement dense, par exemple à proximité

d'un grand aéroport, de nombreuses réponses Au, venant de diffé-

rentes directions, chevaucheront en se brouillant mutuellement et seront rejetées par le correlateur 2A parce que les messages de réponse ne sont pas en corrélation, impulsion par impulsion, avec les interrogations. Une salve unique peut provoquer des réponses claires, non brouillées, par exemple d'un ou de plusieurs Au se trouvant en dehors de la zone de proximité immédiate. Si tel n'est pas le cas, la salve est répétée à intervalles d'environ une seconde. Quatre salves, ou moins, devraient normalement donner des

réponses corrélées, donc non brouillées, d'au moins une station Au.

Ces réponses sont traitées par l'ordinateur 17 en vue de la mise à disposition de données associées en ce qui concerne l'identité, l'altitude et la distance directe Y. Ces données sont appliquées à l'ordinateur 18 pour la détermination trigonométrique de la

position Pr.

La figure 2 est une représentation semblable à un plan ou une carte des emplacements connus de deux radars SSR 1 et SSR 2 et des positions (initialement inconnues) de la station Pr et d'une station Au. L'ordinateur 9 détermine les azimuts différentiels A1 et A2 entre Pr et Au, par rapport à SSR 1 et SSR 2, de même que les temps d'arrivée différentiels T1 et T2 à Pr à partir de Au et SSR 1, SSR 2 respectivement. La longueur et la direction de la ligne D entre les radars sont connues par les emplacements connus des radars. R1 et R2 sont les lignes de position de Pr à partir de SSR 1 et SSR 2, tandis que S1 et S2 sont les lignes de position de

Au à partir des radars. Y est la distance entre Pr et Au, déter-

minée au départ par l'ordinateur 17. Le temps d'arrivée diffé-

rentiel T1 peut être défini comme suit: T1 = 1/c (S1+Y - R1),

o c est la vitesse de propagation des ondes radioélectriques.

Lorsqu'on considère T1, A1 et Y comme des grandeurs connues pour un Au identifié donné, l'ordinateur 18 construit Le triangle formé par Les Lignes Rl, S1 et Y comme décrit ci-après. On suppose pour commencer que Au est plus éLoigné de SSR 1 que Pr,

comme représenté sur La figure 2; S1 est donc pLus grand que R1.

On considère que S1 = RI+X. On trace une Ligne Z de Pr à un point W situé à une distance X de Au sur la ligne S1; le point W est situé à une distance R1 de SSR 1. La ligne Z, ensemble avec la ligne R1 et la partie de la ligne S1 comprise entre SSR 1 et le point W (partie qui possède la longueur R1), forment un triangle isocèle avec un angle A1 au sommet. Les angles sur la ligne Z correspondent

chacun à 90 -A1/2.

On voit donc que le temps d'arrivée différentiel T1, multiplié par la vitesse de propagation c, est égal à X+Y. Donc, X = cT1-Y. L'angle entre X et Z est égal à 90 +A1/2. En connaissant cet angle et les longueurs des côtés X et Y, le triangle formé par les lignes X, Y et Z peut-être construit et La longueur de Z peut être déterminée. Lorsqu'on revient au triangle isocèle, la longueur de la ligne Z correspond à: 2R1cos(90 -A1/2) , de sorte que

R1 = Z/2cos(90 -A1/2).

Le triangle formé par les Lignes R2, S2 et Y est construit de la même façon. Du fait que les emplacements de SSR 1 et SSR 2 sont connus, la longueur et la direction de la ligne D peuvent être

déterminées directement dans le dispositif 8 constituant Le séLec-

teur de SSR et le calculateur de D, ce qui permet de construire le triangle formé par la ligne R1, R2 et D et de déterminer ainsi la

position sur la carte de Pr.

D peut être mesurée indépendamment et être comparée avec la première valeur de D, calculée à partir de données tirées de la table ou liste contenue dans la mémoire 4, comme décrit dans ce qui précède. Par conséquent, puisque tous Les-angles sauf e autour de L'emplacement Pr peuvent être déterminés directement, e peut être caLcuLé dans Le caLcuLateur de D, désigné par 19 en déduisant La somme de ces angles de 360 . Le triangle défini par R1, R2 et e peut être construit ensuite en vue de La détermination de D. La valeur D caLculée par Le dispositif 8 et la vaLeur D mesurée à l'aide du calcuLateur 19 sont appLiquées au comparateur 20. Le signal de sortie de ce comparateur, appLiqué à l'émetteur 16, indique si oui ou non la vaLeur mesurée de D est sensibLement

égale à la valeur calcuLée de D, laquelle représente une caracté-

ristique importante puisque les radars de surveillance secondaire ne sont pas tous uniformément espacés. Si les deux valeurs sont sensiblement égales, le signal de sortie du comparateur 20 permet d'arrêter l'émetteur 16, après que les positions Pr et Au ont été établies, comme décrit dans ce qui va suvire. Si les deux valeurs de D ne sont pas sensiblement égales, l'émetteur 16 continue de fonctionner et une autre paire de SSR est choisie. Autrement dit, la comparaison des valeurs de D assure que les triangles ont été construits convenablement et que le système peut reprendre son

fonctionnement entièrement passif.

On suppose maintenant que Pr est plus éloigné de SSR 1 que Au, comme représenté sur la figure 3; dans ce cas, S1 est inférieur à R1. On considère que R1 = S1+X. On trace une ligne Z de Pr jusqu'à un point W situé sur un prolongement de la ligne S1, à une distance X au-delà de Au. Les lignes R1, Z et S1+X forment un triangle isocèle. Y et l'angle au sommet au point W étant connus, le triangle formé par les lignes X, Y et Z peut être construit et Z peut être déterminé. Quand Z et l'angle A1 sont connus, le triangle isocèle peut être construit et R1 peut être déterminé, commeexpliqué

plus haut.

La méthode qui vient d'être décrite peut donner deux solutions: l'une représente la situation réelle et l'autre ne la représente pas. L'ambiguité est supprimée en tenant compte du fait que les faisceaux de tous les SSR tournent dans le sens des

aiguilles d'une montre vus d'en haut. Lorsqu'on adopte la conven-

tion que l'azimut différentiel est mesuré dans le sens des aiguilles d'une montre de Pr à Au, L'angle A1 sur la figure 2 est

négatif et l'angle A2 est positif.

ALors que les figures 2 et 3 montrent des situations avec seulement une station Au, il est possible et généraLement probable que des réponses non brouillées seront reçues d'un ou plusieurs Au supplémentaires, fournissant des informations additionnelles utiles pour affiner les déterminations des positions. Ceci va être illustré à l'aide de la figure 4, montrant deux stations Au à des emplacements désignés par Au1 et Au2. Leurs lignes de position à

partir de SSR 1 sont désignées par S1Au1 et S1Au2 respectivement.

S2Au1 et S2Au2 sont les lignes de position à partir de SSR 2. Y1 et Y2 sont les distances directes de Au1 et Au2 à Pr. A1Au1 et A1Au2

sont les azimuts différentiels de Au1 et Au2 par rapport à SSR 1.

A2Au1 et A2Au2 sont les azimuts différentiels par rapport à SSR 2.

En considérant d'abord la station Au1, le triangle formé par les lignes R1, S1Au et Y1 peut être construit ainsi qu'il a été décrit en référence aux figures 2 et 3. Cependant, du fait que

A1Au1 est relativement petit, ce triangle est géométriquement défa-

vorable pour une détermination exacte de R1. La raison en est que les mesures d'azimuts différentiels sont sujettes à des erreurs systémiques de l'ordre de plus ou moins 0,3 degré; si A est petit, cinq degrés par exemple oQu moins, l'erreur en pourcentage peut être très grande, ce qui affecte sérieusement la précision de la détermination de position, surtout lorsque l'une ou l'autre des

distances R, S et Y est grande.

L'autre triangle contenant la station Au1, celui formé par les lignes R2, S2Au1 et Y1, est géométriquement favorable parce que A2Au1 est grand. Ce triangle peut être construit comme décrit plus

haut pour obtenir une valeur précise de R2.

De façon analogue, le triangle formé par les lignes R2, S2Au2 et Y et contenant la station Au2, est défavorable, mais le triangle formé par les lignes R1, S1Au2 et Y2 est favorable et sa

construction donnera une valeur précise pour R1.

Lorsqu'on se réfère de nouveau à la figure 1, l'ordinateur de position initiale 18 construit tous les triangles, y compris ceux qui sont géométriquement défavorables, et les présente au

sélecteur 18A ensemble avec les valeurs des angLesd'azimuts diffé-

rentiels A respectifs. Le sélecteur compare les angles et choisit Les solutions donnant les plus grandes valeurs de A en vue du

stockage dans la mémoire 5 pour la position Pr.

Après que les positions Pr et Au ont ainsi été établies,

l'interrogateur-répondeur 16 est automatiquement arrêté, les ordi-

nateurs 17 et 18 cessent de travailler et le reste du système continue de fonctionner passivement, comme le système selon le

brevet des EUA n 4 768 036. L'ordinateur 11, utilisant un algo-

rithme connu tel qu'un filtrage Kalman, actualise de façon répétée

les positions Pr et Au à mesure que des données "passives" consé-

cutives sont fournies par le tampon de données 10.

L'émetteur 16 est automatiquement remis en marche seule-

ment lorsque la position Pr n'est plus actualisée. Sur un trajet de

vol typique d'un avion de ligne à réaction, à des altitudes suffi-

samment hautes pour qu'une ligne de visée soit préservée à tout moment avec deux ou davantage de radars de surveillance secondaire,

l'émetteur 16 ne sera pas remis en marche. A la suite d'un atter-

rissage et d'un nouveau décollage, cet émetteur sera automati-

quement mis en marche pour initialiser la position Pr comme décrit.

Le système reste passif pendant 99 % environ de la plupart des

trajets de vol, ce qui diminue grandement les possibilités d'inter-

férence avec les radars et les émetteurs-répondeurs ACTRBS.

Les données de position Au, calculées "passivement", par rapport à Pr, sont sujettes à des erreurs systémiques et à des effets de quantification. Les imprécisions qui en résultent sont généralement petites et elles diminuent à mesure qu'augmente le nombre des Au et des SSR qui parrticipent, de sorte qu'on obtient la plus haute précision dans les environnements de trafic dense, o elle est la plus nécessaire, sans que des transmissions actives soient requises. LkUne erreur atteignant jusqu'à environ 1,5 km (un mile) ou une distance de cet ordre peut apparaître dans la position Pr estimée ou initialement calculée sur la carte, lorsque des réponses d'un seul Au ne sont pas brouillées. Il peut être démontré qu'une telle erreur, même dans une situation o deux radars sont employés, aura seulement de petits effets de second ordre sur la distance relative calculée, le gisement et le taux de gisement de n'importe quel Au par rapport à Pr. De telles données de position relative suffisent pour des caLcuLs anticoLLision de changements de gisement de Pr par rapport

à Au, même sans données précises de la position sur La carte.

Dans n'importe quel système anticollision aéroporté valable, les changements de gisement, mesurés avec précision à bord de l'avion Pr, comme décrit ici, d'un avion Au approchant, sont critiques pour discriminer avec sûreté entre une trajectoire de collision et une trajectoire de non-collision d'un avion Au volant

à la même altitude.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Système anticollision à détermination de position, prévu à une station propre (Pr) qui établit passivement des données d'azimut différentiel (A), temps d'arrivée différentiel (T), identité (ID) et altitude (H), concernant d'autres stations (Au) équipées d'émetteurs-répondeurs, en utilisant des interrogations du type émis normalement depuis le sol par des systèmes de radiobalisage pour Le contrôle du trafic aérien (ATCRBS), ainsi que des réponses d'émetteurs-répondeurs à ces interrogations, et qui actualise les positions de la station propre et d'une ou plusieurs autres stations en vue de leur affichage à la station propre, caractérisé en ce qu'il comprend un appareil pour établir initialemènt la position de la station propre (Pr), appareil qui comprend: (a) un moyen (16) pour émettre une courte salve d'interrogations dans un format ATCRBS normal, en utilisant un indicatif ou

signature et une fréquence de récurrence qui diffèrent sensi-

blement de celles de n'importe quel radar de surveillance secondaire (SSR) , (b) un moyen (2) pour recevoir des réponses à ces interrogations de toutes les autres stations (Au) se trouvant dans la zone de portée, (c) un moyen (2A) pour sélectionner, parmi ces réponses des autres stations, les seules réponses qui ne soient pas brouillées, (d) un moyen (17) pour déterminer la distance directe Y par rapport à la station propre (Pr) d'une ou de plusieurs des autres

stations (Au) dont les réponses non brouillées sont en corré-

lation avec les intervalles de temps entre les interrogations et les réponses à celles-ci, et (e) un moyen (18) pour calculer la position initiale de la station propre (Pr) à partir.d'une ou plusieurs distances Y, des

positions connues des radars de surveillance secondaire parti-

cipants et des données de A, T, ID et H dérivées des interro-

gations ATCRBS'normales émises depuis le sol par les radars de surveillance secondaire, ainsi que des réponses fournies à ces interrogations par l'émetteur-répondeur de l'autre station ou

des autres stations (Au).

2. Système selon la revendication 1, dans lequel le moyen (2A) selon (c) comporte un sélecteur PRC conçu pour accepter

seulement les réponses qui sont en corrélation avec les interro-

gations transmises depuis la station propre (Pr).

3. Système selon la revendication 1, dans lequel le moyen (18) selon (e) calcule également les positions d'autres stations

(Au) participantes.

4. Système selon la revendication 1, comprenant en outre un moyen (18A) pour sélectionner les positions calculées sur la base des conditions géométriques les plus favorables, donnant les

angles azimutaux différentiels A les plus grands.

5. Système selon la revendication 1 ou 3, comprenant en outre un moyen pour arrêter automatiquement le fonctionnement du moyen (16) selon (a) dès que le moyen (18) selon (e) a terminé son travail.

6. Procédé pour établir initialement la position d'une station propre (Pr) dans un système anticollision à détermination de position, prévu dans la station propre (Pr) et qui détermine passivement des données d'azimut différentiel (A), temps d'arrivée différentiel (T), identité (ID) et altitude (H) d'autres stations

(Au) équipées d'un émetteur-répondeur, en utilisant des interro-

gations du type émis normalement depuis le sol par des systèmes de radio-

balisage pour le contrôle du trafic aérien (ATCRBS) et les réponses fournies à ces interrogations par les émetteurs-répondeurs, et qui actualise les positions de la station propre (Pr) et des autres stations (Au) en vue de l'affichage à la station propre (Pr), procédé qui est caractérisé en ce qu'il comprend: (a) l'émission d'une brève salve d'interrogations, dans un format ATCRBS normal, en utilisant un indicatif ou signature et une fréquence de récurrence qui diffèrent sensiblement de celles de n'importe quel radar de surveillance secondaire (SSR), (b) la réception de réponses à ces interrogations de toutes les autres stations (Au) se trouvant dans la zone de portée, (c) la sélection, parmi -ces réponses des autres stations (Au), des seules réponses qui ne soient pas brouiLlées, (d) La détermination de la distance directe Y de La station propre (Pr) à l'une ou à plusieurs des autres stations (Au) dont les

-05 réponses non brouillées sont en corrélation avec les inter-

valles de temps entre les interrogations et les réponses consé-

cutives et, (e) le calcul de la position initiale de la station propre (Pr) à partir de la distance Y ou des distances Y, des positions

connues des radars de surveillance secondaire (SSR) partici-

pants et des données A, T, ID et H déterminées a partir des interrogations ATCRBS normales émises depuis le sol par les radars de surveillance secondaire (SSR) et des réponses fournies à ces interrogations par l'émetteur-répondeur d'une

ou de plusieurs autres stations (Au).

7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel l'opé-

ration (c) comporte l'acceptation des seules réponses qui soient en corrélation avec les interrogations émises depuis la station propre (Pr).

8. Procédé selon la revendication 6, dans lequel l'opé-

ration (e) comporte également le calcul des positions d'autres

stations (Au) participantes.

9. Procédé selon la revendication 6, comprenant en outre la sélection des positions calculées sur la base des conditions géométriques les plus favorables, donnant les angles azimutaux

différentiels (A) Les plus grands.

10. Procédé selon la revendication 6 ou 8, comprenant en outre l'arrêt automatique de l'opération (a) dès que l'opération

(e) est terminée.

11. Appareil pour déterminer la distance D entre deux radars de surveillance secondaire (SSR) à une station propre (Pr) dans la zone desservie conjointement par ces radars, zone qui

contient également une autre station (Au) équipée d'un émetteur-

répondeur, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un moyen (16) pour émettre des interrogations de La station propre (Pr) et pour recevoir des réponses à ces interrogations de l'autre station (Au), (b) un moyen (17) pour déterminer La distance Y -de cette autre station (Au) à La station propre (Pr) à partir du retard entre L'émission des interrogations et La réception des réponses provoquées par elles, (c) un moyen (9) pour déterminer Les données concernant Les azimuts différentiels (A) et Les temps d'arrivée différentiels (T) de l'autre station (Au) par rapport aux radars de surveillance secondaire (SSR), (d) un moyen (17) pour calculer, à partir de ces données et de la distance Y, Les longueurs de lignes (R1 et R2) reliant la station propre (Pr) aux radars (SSR) et l'angle (8) entre ces lignes, et (e) un moyen (18) pour construire le triangle défini par ces lignes (R1 et R2) et cet angle (e) en vue de la détermination du côté

(D) opposé à cet angle (e).

12. Appareil selon la revendication 11, comprenant un moyen (20) pour comparer la valeur mesurée du côté (D) avec une valeur calculée de ce côté (D) qui est tirée de données relatives à l'installation au sol des radars de surveillance secondaire (SSR)

afin d'assurer La sélection convenable de ces radars.

13. Procédé pour déterminer la distance (D) entre deux radars de surveillance secondaire (SSR) à une station propre (Pr) dans une zone desservie conjointement par ces radars, zone qui

contient aussi une autre station (Au) équipée d'un émetteur-

répondeur, caractérisé en ce qu'iL comprend: (a) L'émission d'interrogations à partir de La station propre (Pr) et La réception de réponses à ces interrogations de l'autre station (Au), (b) la détermination de la distance Y de cette autre station (Au) à La station propre (Pr) à partir du retard entre L'émission des interrogations et La réception de réponses provoquées par elles, (c) la détermination de données d'azimuts différentiels (A) et- de temps d'arrivée différentiels (T) de l'autre station (Au) par rapport aux radars (SSR), (d) le calcul, à partir de ces données et de la distance Y, des longueurs de lignes (R1 et R2) reliant la station propre (Pr) aux radars (SSR) et de l'angle (e) entre ces lignes, et (e) la construction du triangle défini par les lignes (R1 et R2) et l'angle (C) en vue de la détermination du côté (D) opposé à

l'angle (C).

14. Procédé selon la revendication 13, comprenant en outre la comparaison de la valeur mesurée du côté (D) avec la valeur calcuLée de ce côté, laquelle est déterminée à partir de données relatives à l'installation au sol des radars (SSR) afin d'assurer

la sélection convenable des radars.