FR2758224A1 - Systeme mondial de telecommunications pour l'aviation - Google Patents
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Abstract
L'invention propose un système mondial de télécommunications pour l'aviation (20), qui assure des transmissions continues entre des aéronefs (60) et au moins un centre de contrôle aérien (40) via un système de télécommunications basé dans l'espace (30). Le système (20) utilise un unique canal ou des canaux spécialement affectés. Des centres de contrôle aérien (40) peuvent être installés n'importe où dans le monde et être fusionnés en tout lieu indépendamment des régions de grilles à contrôler.par.
Description
La présente invention concerne de façon générale les systèmes de
télécommunications et, plus particulièrement, un système mondial de télé-
communications pour l'aviation qui assure des communications continues entre des aéronefs et des centres de contrôle aérien via un système de télécommunications basé dans l'espace. La FAA (Federal Aviation Administration) et d'autres administrations étrangères responsables du contrôle de l'espace aérien commercial de leurs pays utilisent actuellement des systèmes terrestres de navigation et de surveillance pour guider les aéronefs sur une trajectoire de vol dans leur espace aérien. Les systèmes
terrestres de navigation et de surveillance classiques établissent des communica-
tions air-sol continues entre les aéronefs et les centres de commande aériens.
Actuellement, aux Etats-Unis d'Amérique, il existe environ 28 000 équipements radio air-sol basés au sol, parmi lesquels environ 20 000 sont des équipements radio VHF (à très hautes fréquences). Alors que certains assurent des télécommunications en vision directe entre contrôleurs placés au sol et aéronefs, la plupart sont des équipements radio VHF éloignés qui possèdent des
liaisons de télécommunications avec des centres de contrôle aérien géographique-
ment dispersés dans le pays.
Avec les systèmes terrestres de télécommunications, de navigation et de surveillance, lorsqu'il n'existe pas de centre de contrôle pour assurer une séparation entre les aéronefs, la marche d'un aéronef à l'aide de ses propres instruments dans un espace aérien non contrôlé pose un problème de sécurité des vols. Ainsi, pour leur sécurité, les aéronefs doivent suivre des trajectoires de vol désignées dans des régions qui sont surveillées et contrôlées par des centres nationaux de contrôle aérien. Il existe de nombreuses régions du monde comportant des zones non surveillées, o il n'est pas possible en pratique, ni du point de vue économique, ni du point de vue matériel, de construire un centre de contrôle aérien. Non seulement il serait coûteux de construire et d'installer cet équipement terrestre de télécommunications, de navigation et de surveillance, mais il faudrait aussi disposer d'une équipe locale importante pour faire fonctionner et
entretenir l'équipement, comportant des radios VHF et des réseaux de télé-
communications associés qui leur servent de support. Même dans les régions du monde actuellement munies d'équipements terrestres de télécommunications, de navigation et de surveillance, il est très coûteux de les faire fonctionner et de les entretenir en plus d'assurer des services de télécommunications entre ces
équipements et des centres dc contrôle aérien.
Par conséquent, le besoin existe, et c'est un besoin important, de systèmes de télécommunications pour l'aviation qui puissent surveiller et diriger directement les aéronefs n'importe o sur la Terre, indépendamment du fait que les régions considérées soient actuellement surveillées ou non par des équipements terrestres.
La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise
à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: - la figure 1 représente un système mondial de télécommunications pour l'aviation, selon un mode de réalisation préféré de l'invention; et
- la figure 2 montre un exemple du système mondial de télé-
communications pour l'aviation, selon un mode de réalisation préféré de l'inven-
tion.
L'invention trouve son utilisation dans des systèmes mondiaux de télé-
communications pour l'aviation qui utilisent un système de télécommunications basé dans l'espace, par exemple un réseau de satellites en orbite terrestre basse (LEO), destiné à réaliser les transmissions aéronautiques entre un ou plusieurs centres de contrôle aérien et des aéronefs. Selon l'invention, un unique centre de contrôle aérien pourrait surveiller toutes les régions aériennes contrôlées par un pays particulier sans utiliser aucun équipement terrestre de navigation. Les communications aéronautiques peuvent comprendre des communications vocales bidirectionnelles, des transmissions de données bidirectionnelles et des rapports
unidirectionnels autonomes d'informations sur les aéronefs.
La figure 1 représente un système mondial de télécommunications pour l'aviation selon un mode dc réalisation préféré de l'invention. Comme on peut le voir sur la figure 1, le système mondial 20 dc télécommunications pour l'aviation comprend un système de télécommunications 30 basé dans l'espace, au moins un centre de contrôle aérien 40, un centre 50 dc commande de satellites et
un nombre quelconque d'aéronefs 60.
Le système de télécommunications basé dans l'espace 30 comprend un
ou plusieurs satellites. Le mot "satellite" utilisé dans la description désigne un
objet ou un véhicule de fabrication artificielle, destiné à circuler sur une orbite autour de la Terre. Le mot "constellation" désigne un certain nombre de satellites disposés sur des orbites et fournissant une couverture spécifiée (par exemple des télécommunications radio) d'une partie, de plusieurs parties ou de la totalité de la Terre. Une constellation comporte typiquement de multiples anneaux (ou plans) de satellites et peut comporter un même nombre de satellites dans chaque plan, bien
que ceci ne soit pas essentiel.
L'invention est applicable à des systèmes de télécommunications basés dans l'espace 30 qui affectent des régions particulières de la Terre à des cellules spécifiques de la Terre et, de préférence, à des systèmes 30 qui déplacent des
cellules sur la surface de la Terre. Les satellites du système 30 de télé-
communications basé dans l'espace peuvent être l'un nombreux de satellites d'une constellation de satellites en orbites autour de la Terre. L'invention est également applicable à des systèmes de télécommunications basés dans l'espace 30 ayant des satellites qui sont en orbite autour de la Terre sous un angle d'inclinaison quelconque, comprenant des modèles orbitaux polaires, équatoriaux, inclinés ou autres. L'invention est applicable à des systèmes 30 pour lesquels une couverture complète de la Terre n'est pas réalisée (c'est-à-dire o il existe des "trous" dans la couverture fournie par la constellation) et à des systèmes 30 dans lesquels il peut exister une couverture multiple pour des parties dc la Terre (c'est-à-dire que plus
d'un satellite est en vue d'un point particulier de la surface de la Terre).
Dans le mode de réalisation préféré, les satellites du système de télé-
communications basé dans l'espace 30 sont en orbite terrestre basse autour de la Terre. Selon un autre mode dc réalisation, les satellites peuvent être sur des orbites terrestres moyennes. Les satellites en orbite terrestre basse sont typiquement à une altitude comprise entre 700 et 1400 km (400 ou 800 miles), tandis que des satellites en orbite terrestre moyenne se trouvent typiquement à une altitude
d'environ 10 000 km (620 miles).
Les satellites du système de télécommunications basé dans l'espace 30 communiquent entre eux par l'intermédiaire de liaisons croisées. Ces liaisons croisées forment une ossature du système de télécommunications basé dans l'espace 30. Ainsi, une communication venant d'un aéronef 60, qui comprend, sans limitation, des signaux vocaux, des signaux de télécopie et des données, peut être acheminée via un satellite ou d'autres satellites dc la constellation jusqu'à une distance permettant d'atteindre tout autre point sur la surface de la Terre o le centre de contrôle aérien 40 est placé. La manière utilisée par les satellites pour communiquer matériellement avec le centre de contrôle aérien 40, les aéronefs 60 ou entre eux est bien connue de l'homme de l'art. Les satellites du système de télécommunications basé dans l'espace 30 peuvent également communiquer avec
des unités d'abonnés, comprenant, sans limitation, des ordinateurs, des télé-
copieurs, des téléphones du type satellite portatifs, etc. Les équipements radio aéronautiques existant utilisent les bandes VHF (très hautes fréquences) et UHF (fréquences ultra-hautes). Même s'ils ont été
modernisés, leur technologie de base remonte au début des années 1920.
L'invention utilise un système commuté numérique faisant appel à un réseau de télécommunications basé dans l'espace pour assurer des transmissions point à point
n'importe o sur la Terre, en liaison avec la technique à venir des télé-
communications pour l'aviation. Un des buts de l'invention est d'assurer la trans-
mission bidirectionnelle de signaux vocaux et de données entre une personne située au sol et un certain nombre d'aéronefs se trouvant à l'intérieur d'une région désignée au-dessus du sol. La personne placée au sol pourra être un contrôleur de trafic aérien, un spécialiste des services aéronautiques, une tour de contrôle ou un chef d'escale. Dans la plupart des cas, cette pcrsonnc ne se trouve pas dans la
région désignée.
Le centre de contrôle aérien 40 est un endroit o un certain nombre de contrôleurs aériens surveillent une ou plusieurs régions de l'espace aérien, que l'on appelle des grilles. La grille peut être un espace aérien désigné tridimensionnel dans lequel la zone de couverture est déterminée par des altitudes et des positions
GPS (c'est-à-dire utilisant le réseau de satellites Navstar).
Il peut y avoir un seul centre de contrôle aérien 40 pour le monde entier, o tout l'espace aérien entourant la Terre est surveillé. Toutefois, puisque chaque pays veut généralement surveiller son propre espace aérien (pour des raisons de sécurité nationale et pour d'autres raisons), il peut y avoir un unique centre de contrôle aérien 40 ou plusieurs centres de contrôle aérien 40 dans chaque pays. Le système mondial de télécommunications pour l'aviation 20 possède au moins un centre de contrôle aérien 40. Il peut y avoir un ou plusieurs centres de contrôle aérien 40 dans chaque pays du monde. Chaque centre de contrôle aérien exerce un contrôle automatique sur la région de l'espace aérien dont il est responsable et n'a pas accès aux communications à l'extérieur dc sa région. Chaque centre de contrôle aérien 40 possède une liaison de télécommunications directe avec le système de télécommunications basé dans l'espace 30 afin de recevoir des émissions de la région qui est sous son contrôle et d'envoyer des émissions dans
cette région.
Le centre de commande aérien 40 peut comporter des unités permettant d'afficher les positions de tous les aéronefs dans une région particulière. Un identificateur présent sur le dispositif d'affichage pourrait clignoter ou changer de couleur afin d'indiquer qu'une communication a été établie entre un contrôleur se trouvant dans le centre de commande aérien 40 et un aéroncf 60. Les informations concernant l'aéronef et le plan de vol pourraient également être automatiquement affichées sur le fond du dispositif d'affichage. Il existe de nombreuses manières selon lesquelles le centre de commande aérien 40 pourrait être configuré et les informations sur l'aéronef et le vol pourraient être affichées. Ces nombreuses configurations et les affichages visuels qui en découlent sont bien connues de
l'homme de l'art.
Le centre dc commande aérien 40 divise l'espace aérien de la région dont il est responsable en grilles ou zones de couverture, ou autres. Un ordinateur pourrait être utilisé pour diviser l'espace aérien d'un pays, de plusieurs pays ou du monde entier en un certain nombre de grilles. Une unique grille peut couvrir une grande zone ou une petite zone et peut être sélectionnée par le centre de commande aérien 40 sur la base dc toute une variété de critères, par exemple le nombre d'aéronefs dont la présence cst prédite dans une grille particulière pendant une durée fixée. Par exemple, le centre de contrôle aérien 40 relatif aux Etats-Unis d'Amérique peut diviser ce pays en cinq grilles pour les heures diurnes et en une grille pour les heures nocturnes (puisqu'il y a moins dc vols pendant la nuit). Pour les heures diurnes, il peut existcr une grille distincte pour les Etats de la côte Est, les Etats dits du Middle West, les Etats de l'Ouest, l'Alaska et Hawaii. La nuit, une seule grille pourrait couvrir tout l'espace aérien des Etats-Unis d'Amérique, y compris l'Alaska et Hawaii. Chaquc zone dc grille désignée est fournie au centre
de commande de satellites.
Dès qu'un centrc dc contrôle aérien 40 a divisé un espace aérien affecté en un certain nombre dc grilles, le centre dc commande aérien 49 sélectionne, affecte et gère un ou plusieurs contrôleurs aériens pour faire surveiller une ou plusieurs grilles pendant un certain temps. Si lcs grilles changent, le contrôleur affecté à cette grille pcut changer également. Le contrôleur de trafic aérien est responsable de l'établissement dc communications avec les aéronefs 60 entrant dans sa grille et de la poursuite des aéroncfs 60 pendant le tcmps qu'ils sont dans la grille. Si l'aéronef 60 quitte la grille du premier contrôleur, les communications sont transmises à un deuxième contrôleur, responsable de la surveillance et de la poursuite de tout aéronef entrant dans sa grille. Puisque les grilles peuvent se chevaucher, l'aéronef 60 peut être en mesure de communiquer avec deux contrôleurs différents, tandis qu'il se trouve dans la région o les grilles se chevauchent. Puisque plusieurs grilles et plusieurs centres de contrôle aérien 40 pourraient être utilisés dans le système mondial dc télécommunications pour l'aviation 20, chaque centre de contrôle aérien 40 doit être en communication constante avec d'autres centres de contrôle aérien 40 qui surveillent et contrôlent des régions adjacentes de l'espace aérien. Ainsi, un aéronef 60 passant d'une grille à une autre grille peut devoir être transféré à un autre centre de contrôle aérien
adjacent 40.
Pour chacune des grilles désignées, un unique canal est affecté dans chaque satellite du système de télécommunications basé dans l'espace 30. Cet unique canal assure qu'une communication avec un pilote ne sera jamais perdue ou interrompue. Le centre de commande de satellites 50 garantit la connexion ininterrompue entre le centre de contrôle aérien 40 et les aéronefs 60 (via le système de télécommunications basé dans l'espace 30). Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le système mondial 20 de télécommunications pour
l'aviation affecte des canaux distincts à chaque aéronef 60.
Le centre de commande de satellites 50 commande et surveille les performances des satellites se trouvant dans le système de télécommunication basé dans l'espace 30. Le centre dc commande de satellites 50 assure que les satellites restent sur leurs orbites appropriées. Le centre de commande dc satellites 50 assure également que les communications entre le centre dc contrôle aérien 30 et les
aéronefs 60 sont spécialement affectés et ne sont jamais perdues.
Le centre de contrôle aérien 40 et le centre de commande de satellites comprennent chacun un certain nombre d'ordinateurs (comportant de nombreux
processeurs) et de nombrcuscs unités de télécommunications. Ces unités de télé-
communications donnent la possibilité de communiquer avec le système de télé-
communications basé dans l'espace 30 (ou bien directement avec les satellites du
système 30).
Le système mondial 20 de télécommunications pour l'aviation peut traiter un nombre quelconque d'aéronefs 60. Les aéroncfs 60 comprennent tous les
aéronefs civils et militaires utilisés aujourd'hui ou dans l'avenir. Des unités de télé-
communications placés à bord des aéronefs 60 sont ell mesure de recevoir des signaux vocaux et, ou bien, des données de la part de satellites du système de
télécommunications basé dans l'espace 30. Par exemple, les unités de télé-
communications des aéronefs 60 peuvent être des téléphones cellulaires mobiles
portatifs du type satellite qui sont conçus pour émettre et recevoir des trans-
missions en liaison avec des satellites. De plus, les unités de télécommunications des aéronefs 60 peuvent êtrc des ordinateurs capables d'cnvoyer des données de vol ainsi que des informations, des messages, des signaux vidéo ou des signaux de
télécopie, pour n'en citer que quelques-uns.
La manière utilisée par les unités de télécommunications des aéronefs 60 pour matériellement émettre et recevoir des signaux vocaux et, ou bien, des données en liaison avec des satellites est bien connue de l'homme de l'art. Les
unités de télécommunications peuvent communiquer avec le système de télé-
communications basé dans l'espace 30 en utilisant une partie limitée du spectre électromagnétique, lequel est divisé en de nombreux canaux. Les canaux sont de préférence des canaux de fréqucnces de la bande L, de la bande K et de la bande S, ou des combinaisons de ces canaux, mais peuvent utiliser des communications FDMA (accès multiple par division de fréquence), TDMA (accès multiple par division temporelle), et, ou bien CDMA (accès multiple par différence de code), ou bien toute combinaison de ces techniques. D'autres procédés peuvent être utilisés,
qui sont bien connus de l'homme de l'art.
Le système mondial dc télécommunications pour l'aviation 20 peut utiliser un unique canal commun ayant un canal dc fréqucnce d'émission et un canal distinct de fréquence de réception. Le système de télécommunications basé dans l'espace 30 amène un aéronef 30 qui entre dans une grille désignée à choisir un canal pour communiquer avec l'installation de contrôle aérien 40. Si un seul canal est utilisé, les communications émises depuis le centre de contrôle aérien 40
sont reçues par tous les aéronefs 60 se trouvant dans la zone de la grille désignée.
Lorsqu'un aéronef 60 communique avec le centre de contrôle aérien 40 via le système de télécommunications basé dans l'espace 30, le procédé suivant peut être employé. Tout d'abord, l'aéronef 60 vérifie un drapeau système local (par exemple TX_FLAG) pour déterminer si la fréquence d'émission est en train d'être utilisée par un autre aéronef 60. Le drapeau système local est mis à jour et commandé automatiquement par le dispositif de télécommunications de l'aéronef ou bien manuellement par le pilote. En cas de commande manuelle, chaque pilote surveille les communications des autres pilotes ct détcmlinc si le drapeau doit ou non être positionné. L'état du drapeau détermine si le pilote peut se connecter sur un contrôleur de trafic aérien. Un des buts visés cst de diminuer la charge supportée par le système de télécommunications basé dans l'cspace 30 en transférant la mise en connexion à chaque aéroncf 60. En cas d'urgence, un aéronef peut se voir donner une priorité supérieure lui permettant de l'emporter sur des
communications moins cruciales.
A chaque fois qu'un aéronef 60 émet à destination du centre de contrôle aérien 40, cela peut se faire sous la forme d'une étiquette numérique de sous-niveau qui précède le signal audio. Lorsqu'un aéronef 60 met fin à son émission destinée au centre de contrôle aérien 40 (c'est-à-dire abaissement de clé d'utilisateur), une autre étiquette numérique de sous-niveau peut être envoyée pour indiquer à tous les aéronefs 60 de mettre à jour leur drapeau de commande d'émission. Deuxièmement, si le drapeau système local n'est pas occupé, alors le centre de contrôle aérien 40 permet l'établissement d'une connexion avec l'aéronef 60. Dès que cette connexion est établie, tous les autres aéronefs 60 surveillant le canal du contrôleur mettent à jour leur drapeau système local dans l'état occupé
jusqu'à ce que le pilote se déconnecte du centre de contrôle aérien 40.
Troisièmement, si le drapeau système local est occupé, alors le centre de contrôle aérien 40 indique à l'aéronef 60 que le système 20 est occupé. A chaque fois qu'une émission est rcçue par le système de télécommunications basé dans l'espace 30 en provenance d'un aéronef 60, le système de télécommunications basé dans l'espace 30 établit une connexion avec l'aéronef 60 si le canal du contrôleur est ouvert, ou bien signale à l'aéronef 60 que le canal du contrôleur est
occupé. La plupart des pilotes sont habitués à l'utilisation des radio-
communications bidirectionncllcs ct attendent typiquement qu'un canal soit ouvert avant d'émettre à destination du contrôleur dc trafic aérien. Un des buts visés selon l'invention est de réduire la charge supportée par le système de télécommunications dans l'espace et d'éliminer les conflits qui peuvent survenir du
fait de l'utilisation d'un unique canal par de multiples utilisateurs.
Un mode de réalisation autrc que celui décrit fait en sorte que l'aéronef compose, lorsqu'il est en train de quitter, un numéro de téléphone cellulaire terrestre en utilisant l'équipement téléphonique de l'aéronef. Le numéro de téléphone spécialement prévu reste le même pendant tout le vol. L'équipement cellulaire terrestre placé au voisinage de l'aéroport transmet la communication au centre de contrôle aérien 40, dans lequel la communication est transférée au réseau de satellites basé dans l'espace, par voie aérienne. Dans ces conditions, chaque région d'une grille désignée constitue une "plate- fomic de communication du type conférence téléphonique", tous les aéronefs de la région désignée s'ajoutant à la plate-forme de communication lorsqu'ils entrent dans la région et en étant retirés (et envoyés à la plate-fomie suivante) lorsqu'ils sortent de la région. En plus de communications vocales, les communications numériques venant de chaque aéronef comprennent en arrière-plan (c'est-à-dire qu'elles ne sont pas entendues par le pilote ou le contrôleur au sol) des transmissions dc données bidirectionnelles et des données positionnelles unidirectionnelles de l'aéronef (relevant le plus vraisemblablement du système mondial de localisation (GPS)). Le commutateur peut basculer automatiquement d'une région à la suivante grâce à un logiciel
utilisant la position de chaque aéronef et les frontières indiquées pour les régions.
Toutes les communications s'effectuant à l'intérieur d'une semblable région de grille sont mises en commun avec les transmissions du contrôleur, de sorte que tous les participants peuvent entendre toutes les émissions. Ceci permet à un participant à la plate-forme de communication de ne pas émettre pendant qu'un autre participant est en train d'émettre. Ceci réduit notablement la charge de travail des contrôleurs au sol et leur permet donc d'accorder plus de temps et d'attention
au maintien d'une séparation sûre entre aéronefs.
Du fait qu'il utilise un unique canal commun, le système mondial de télécommunications pour l'aviation 20 apparaît comme étant un système de télécommunications en duplex. Lorsque le pilote d'un aéronef 60 souhaite entrer en contact avec un contrôleur de trafic aérien se trouvant dans un centre de contrôle aérien 40, il peut avoir à actionner un commutateur d'émission/réception (alternat) appelé couramment PTT, pour lancer l'émission (bien que d'autres systèmes de transmission destinés au pilote, qui sont disponibles dans le commerce et bien connus de l'homme de l'art, fonctionnent tout aussi bien). Des communications entre le pilote et le centre dc contrôle aérien 40 se présentent comme des communications en duplex, et aucun autre pilote n'est autorisé à faire accès au
canal du contrôleur.
Le système mondial de télécommunications pour l'aviation 20 peut également traiter des transmissions de données bidirectionnelles, qui comprennent, sans limitation, l'identification de l'aéronef, l'heure, le lieu, la vitesse, l'altitude et des données de vol telles que des autorisation, des informations météorologiques et des avis aux aviateurs ("notam"). Ces informations peuvent être transmises de deux manières différentes. Premièrcment, les données peuvent être transmises avant les communications vocales. Elles sont accessibles aux pilotes et apparaissent en temps réel pour le contrôleur dc trafic aérien. Lc centre de contrôle aérien 40 peut également faire accès à un identificateur dc l'aéroncf pendant la communication, ce qui demande peu d'intervcntion dc la part du contrôleur. La position d'un aéronef peut alors être mise à jour sur le dispositif d'affichage du contrôleur de trafic
aérien, pour permettre une localisation immédiate de l'aéronef.
Deuxièmement, le centre de contrôle aérien 40 peut utiliser un contrôleur de données pour consulter tous les utilisateurs présents d'aéronefs, les uns après les autres, afin de mettre à jour des informations intéressantes sur les vols et, ou bien, des données à la demande. Ceci peut être traité par l'intermédiaire d'un canal de contrôleur et le taux d'échantillonnage peut être prédéterminé. Si le trafic devient trop important dans une région désignée, alors les transmissions de
données peuvent être déplacées sur un canal distinct de celui des signaux vocaux.
Le centre de contrôle aérien 40 peut contacter les aéronefs 60 surveillant le canal du contrôleur afin qu'ils transfèrent des données de façon transparente. L'aéronef 60 qui émet à destination du contrôle aérien 40 met à jour les données directement
pour le centre de contrôle aérien 40 et n'a pas besoin de consultation.
Des informations relatives aux données courantes de position, de temps et de trajectoire de l'aéronef peuvent être téléchargées à destination du contrôleur de trafic aérien se trouvant dans le centre de contrôle aérien 40 via le système de télécommunication basé dans l'espace 30. Le centre de contrôle aérien 40 ajuste le taux d'échantillonnage et détermine s'il peut traiter de manière convenable la
charge courante du système.
Dans le système mondial de télécommunications pour l'aviation 20, les transmissions vocales peuvent également être cryptées afin d'empêcher l'intrusion de personnes non autorisées. Lcs clés de cryptage pourraient être fournies par le centre de contrôle aérien 40 dès la première entrée en contact avec chaque région, sans que ceci implique aucune action du pilote ou du contrôleur de trafic aérien. Il existe d'autres moyens dc crypter des signaux vocaux, bien connus de l'homme de
l'art, qui peuvent être mis en oeuvre dans le système 20.
La figure 2 montre un exemple du système mondial de télé-
communications pour l'aviation selon un mode de réalisation préféré dc l'inven-
tion. Un satellite 31 du système de télécommunications basé dans l'espace 30 (figure 1) établit une communication avec un aéronef 60 se trouvant dans une
région de grille particulière. Le satellite 31 peut également établir une communi-
cation avec d'autres unités dc télécommunications, comprenant par exemple un poste téléphonique du type satellite 62 et un téléphone mobile de voiture du type satellite 64. Comme on le voit sur la figure 2, les satellites 31 remplacent les équipements terrestres de navigation et de surveillance. Toutefois, puisque chaque satellite 30 se déplace par rapport à la surface dc la Terre, les services appliqués à une régionspécifique doivent être transmis d'un satellite à un autre de façon que le satellite principal se trouve en vue de tous les points du sol de la région de grille définie. De plus, le satellite principal doit se réaccorder sur une fréquence de réception et d'émission distincte qui est programmée pour être utilisée en liaison
avec la région de grille définie.
Lorsqu'un aéroncf 60 se déplace d'une région désignée à la suivante, le centre de contrôlec aéricn 40 téléchargc des informations de vol appropriés à destination de l'aéroncf 60. Dcs informations relatives à l'aéroncf 60 sont également transmises au centre de contrôle aérien suivant qui va traiter les informations de vol relatives à l'aéronef 60 dès que l'aéroncf aura quitté l'espace aérien désigné (et la grille correspondante) traité par le premier centre de contrôle
aérien 40.
L'homme l'art comprendra que l'invention propose un système mondial de télécommunications pour l'aviation assurant la transmission continue de signaux vocaux et, ou bien, de données entre des aéronefs et un centre de contrôle aérien via un système de télécommunications basé dans l'espace. L'invention présente de nombreux avantages. Un avantage de l'invention est que des centres de contrôle aéricn peuvent êtrc installés n'importe o dans le monde. Un autre avantage est que dcs centres de contrôle aérien peuvent être fusionnés en tout lieu quelles que soient les régions à contrôler. Un autre avantage est quc l'invention réduit de façon importante la charge de transmission des pilotes aussi bien que celle des contrôleurs dc trafic aérien. Un autrc avantage de l'invention réside en l'élimination des systèmcs de surveillance terrcstres, comme les radars, puisque les données positionnelles des aéronefs sont contenues dans les émission faites en arrière-plan. Puisque l'invention permet de combiner les signaux vocaux, les données et les informations de position des aéronefs, on réalisc d'importantes économies de coût tout cn améliorant la fonctionnalité des télécommunications, notamment dans les zones éloignées du monde, y compris dans les zones situées
au-dessus des océans. Un autre avantage de l'invention cst que les communica-
tions peuvent s'cffectucr par l'intcrmédiairc du système dc télécommunications basé dans l'espace sans qu'il soit besoin de lignes tcrrestres ou de systèmes de télécommunications supplémcntaircs. Un avantage également obtenu est d'augmenter la fiabilité des communications et d'éliminer les nombreux risques qui ont pesé sur le système classique actuel utilisé par la FAA. Un autre avantage de cette proposition se mesure au fait quc les satellites de télécommunications géosynchrones actuels n'assurent pas la couverture des télécommunications pour les aéronefs se trouvant au-dessus des zones polaires, du fait de l'empêchement crée par la courbure de la Terre. Ces satellites dc télécommunications présentent également un retard qui ralentit les communications vocales et ont besoin d'antennes de poursuite d'aéronefs en raison de l'extrême éloignement par rapport à
la Terre (23 000 miles, soit environ 37 000 km).
Des variantes sont possibles et, par exemple, l'invention ne dépend pas d'un type particulier de technique radio ou d'une bande de fréquence particulière,
ni de la manière dont elle est utilisée pour assurer des communications terrestres.
Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir des
systèmes dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et
nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de
l'invention.
Claims (10)
1. Système (20), caractérisé par: un centre de contrôle aérien (40); un système de télécommunications basé dans l'espace (30) comprenant une pluralité de satellites (31) pouvant assurer des communications entre le centre
de contrôle aérien (40) et une pluralité d'aéronefs (60).
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le centre de contrôle aérien comporte un moyen permettant de diviser une région en une
pluralité de grilles.
3. Système sclon la revcndication 2, caractérisé en ce que le centre de contrôle aérien comporte cn outre un moyen permettant d'affecter au moins un
contrôle de trafic aérien à la surveillancc de chacune des grilles.
4. Système selon la revcndication 2, caractérisé en ce que le centre de contrôle aérien comporte en outre un moyen permettant d'affecter un canal spécial
à chacune des grilles.
5. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le centre de contrôle aérien comporte en outre un moyen permettant d'affecter une pluralité de canaux spéciaux à chacune des grilles, les canaux spéciaux n'interférant pas entre
eux lorsqu'ils sont adjacents.
6. Système selon la revendication 1, caractérisé cn ce que le centre de contrôle aérien comporte un moyen pcrmettant de diviser une région en une
pluralité de grilles pendant chaque durée d'une pluralité de durées.
7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que le centre de contrôle aérien comporte en outre un moyen permecttant d'affecter au moins un contrôle de trafic aérien à la surveillance de chacunc des grilles pendant chacune
des durées.
8. Système selon la revcndication 1, caractérisé en outre par une
pluralité de centres de contrôle aérien.
9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que chacun des centres de contrôle aérien comporte un moyen permettant de diviser la région qui
lui est affectée en une pluralité de grilles.
10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que chacun des centres de contrôle aérien comportc en outre un moyen permettant d'affecter au
moins un contrôle de trafic aérien à la surveillance dc chacune des grilles.
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