FR2859177A1 - Systeme et procede de guidage en vol a basse altitide, systeme d'alarme et generateur d'alarme pour le guidage en vol a basse altitude - Google Patents
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Abstract
Système de guidage en vol à basse altitude pour des avions comprenant un générateur d'alarme (11) en vue de générer des sorties d'alarme sur une interface homme-machine ou un autopilote, un système de détection (13) avec une banque de données de terrain (21) ainsi qu'un module de calcul pour la détermination de la position actuelle (P1) de l'avion (1) ainsi que d'un niveau de référence du terrain sur la position actuelle (P1), un système de détection pour mesurer l'altitude en vol par rapport au sol, un capteur pour déterminer le coefficient de montée actuel de l'avion (1), et des données de terrain dans le voisinage de la position prédite P2, avec un module (15) de prédiction d'une altitude, qui détermine une altitude de distance h* à partir de l'altitude de l'avion 1 par rapport au sol hG transmise par le système de détection (13), d'une différence d'altitude en vol ΔhF préalablement calculée pour la position prédite P2, d'une altitude de sécurité ΔhWCTP, ainsi que d'une altitude différentielle ΔhP2 déterminée à partir de données de terrain quant à la position actuelle (P1) et à la position prédite (P2), ainsi qu'un système d'alarme, un générateur d'alarme pour le guidage en vol à basse altitude et un procédé de guidage en vol à basse altitude.
Description
Système et procédé de guidage en vol à basse altitude, système d'alarme et
générateur d'alarme pour le guidage en vol à basse altitude.
L'invention concerne un système de guidage en vol à basse altitude, un système d'alarme pour le guidage en vol à basse altitude, un générateur d'alarme pour le guidage en vol à basse altitude et un procédé de guidage en vol à basse altitude.
Des systèmes de guidage en vol à basse altitude, connus par l'état général de l'art, génèrent des signaux d'alarme en raison d'une distance actuelle par rapport au sol. Avec de très faibles altitudes de vol et également dans des avions ne permettant d'obtenir qu'une accélération verticale relativement faible, l'équipage ne peut pas compter sur la fiabilité requise du système d'alarme. Soit de fausses alertes se produisent fréquemment, soit l'alarme n'est pas déclenchée ou ne l'est que trop tard.
L'invention a pour objectif de fournir un système approprié et un procédé avec lequel ou par lequel, même avec de faibles altitudes de vol par rapport au sol et une manoeuvrabilité de l'avion relativement faible, des signaux d'alarme avantageux puissent être transmis, de sorte que le pilote ou un système soit en mesure de manoeuvrer l'avion hors de la situation de risque.
Cet objectif est atteint, conformément à l'invention, par un système de guidage en vol à basse altitude pour des avions en opérations au voisinage du sol, un système d'alarme pour le guidage en vol à basse altitude, un générateur d'alarme pour le guidage en vol à basse altitude et un procédé de guidage en vol à basse altitude, basés sur le fait qu'une altitude de distance h* est déterminée à partir de l'altitude de l'avion hG par rapport au sol, transmise par un système de détection, d'une différence d'altitude de vol AhF préalablement calculée pour la position P2 prédite, d'une altitude de sécurité AhwcTP, ainsi que d'une altitude différentielle AHp2 déterminée à partir de données de terrain quant à la position actuelle et à la position prédite, l'altitude de sécurité AhwcTP étant déterminée à partir de la différence de niveau du point maximal et du niveau de la position prédite (P2) dans un voisinage de la position (P2), l'altitude différentielle Ahp2 et l'altitude de sécurité AhwcTP étant soustraites de l'altitude en vol 25 prédite hf pour obtenir l'altitude de distance h*.
L'altitude de sécurité AhwcTP est alors déterminée à partir de la différence de niveau du point maximal et du niveau de la position prédite (P2) dans un voisinage de cette dernière.
Il est prévu conformément à l'invention un système de guidage en vol à basse altitude pour des avions, comprenant un générateur d'alarme pour générer des sorties d'alarme sur une interface homme-machine ou un autopilote quant à une position prédite (P2), un système de détection avec une banque de données de terrain ainsi qu'un module de calcul pour la détermination de la position actuelle (P1) de l'avion dans le terrain mémorisé dans la banque de données de terrain, ainsi que d'une hauteur de référence hDB du terrain sur la position actuelle (Pi), un système de détection et un module pour la détermination d'une différence d'altitude en vol AhF préalablement calculée sur la position prédite (P2), et de données de terrain dans le voisinage U de la position prédite P2, un module pour la prédiction d'une altitude pour le 15 générateur d'alarme, dans lequel une alarme est basée sur l'atteinte, le dépassement par le haut d'un seuil d'altitude d'alarme (h*) ou l'approche de 20 ce dernier, la détermination de la position prédite (P2) est assurée dans le module de prédiction sur la base d'une consigne de prédiction, une altitude de distance h* est déterminée dans le module de prédiction d'altitude, en tant que seuil d'altitude de distance, à partir de l'altitude de l'avion par rapport au sol hG transmise par le système de détection, d'une différence d'altitude en vol AhF préalablement calculée pour la position prédite P2, d'une altitude de sécurité OhWCTP r ainsi que d'une altitude différentielle AhP2 déterminée à partir de données de terrain quant à la position actuelle (P1) et à la position prédite (P2), 2859177 4 l'altitude de sécurité AhwcTP étant déterminée à partir de la différence de niveau du point maximal et du niveau de la position prédite (P2) dans un voisinage de la position (P2), l'altitude différentielle Ohp2 et l'altitude de sécurité AhwcTp étant soustraites de l'altitude en vol prédite hf (P2) pour obtenir l'altitude de distance h*.
Le capteur pour la mesure de l'altitude de vol par rapport au 10 sol peut être une sonde altimétrique.
La consigne de prédiction peut être en particulier un temps de prédiction tp ou un parcours de prédiction. L'altitude de vol hf, prédite pour la position (P2), peut être alors déterminée à partir de l'altitude actuelle par rapport au sol hG moins le coefficient de montée multiplié par le temps de prédiction.
La consigne de prédiction peut être en outre une direction de vol ou une section de trajectoire de vol. La direction de vol peut être pour sa part une direction de vol effective ou une direction de vol de consigne, et la section de trajectoire de vol être une section de trajectoire de consigne ou une section de trajectoire déterminée à partir de données effectives.
Il est prévu en outre conformément à l'invention un système d'alarme pour le guidage en vol à basse attitude, comprenant un générateur d'alarme pour générer des sorties d'alarme, quant à une position prédite, sur une interface homme- machine ou un autopilote, un module de prédiction d'une altitude pour le générateur d'alarme, dans lequel une alarme est basée sur l'atteinte, le dépassement par le 5 haut d'un seuil d'altitude d'alarme (h*) ou l'approche de ce dernier, la détermination de la position prédite (P2) est assurée dans le module de prédiction sur la base d'une consigne de prédiction, - une altitude de distance h* est déterminée dans le module de prédiction d'altitude à partir de l'altitude de l'avion par rapport au sol hG transmise par un système de détection, d'une différence d'altitude en vol Ahp calculée préalablement pour la position prédite, d'une altitude de sécurité AhwcTP, ainsi que d'une altitude différentielle àHp2 déterminée à partir de données de terrain quant à la position actuelle (Pi) et à la position prédite, l'altitude de sécurité LhwcTP étant déterminée à partir de la 20 différence de niveau du point maximal et du niveau de la position prédite dans un voisinage de cette dernière, l'altitude différentielle AHp2 et l'altitude de sécurité AhwcTP étant soustraites de l'altitude en vol prédite hF pour 25 obtenir l'altitude de distance h*.
Il est en outre proposé conformément à l'invention un générateur d'alarme pour le guidage en vol à basse altitude en vue de générer des sorties d'alarme quant à une position prédite sur une interface homme-machine ou un autopilote, auquel sont associés - un système de détection avec une banque de données de terrain ainsi qu'un module de calcul en vue de déterminer la position actuelle de l'avion dans le terrain mémorisé dans la banque de données, ainsi qu'un niveau de référence hDB du terrain sur la position actuelle, un système de capteurs et un module pour la détermination d'une différence d'altitude en vol AhF, préalablement calculée, sur la position prédite, et de données de terrain dans le voisinage de la position prédite, un module de prédiction d'une altitude de distance h*, la détermination de la position prédite (P2) étant assurée dans un module de prédiction sur la base d'une consigne de prédiction, une altitude de distance h* étant déterminée dans un module de prédiction d'altitude à partir de l'altitude de l'avion 1 par rapport au sol hG transmise par un système de détection, d'une différence d'altitude en vol àhF préalablement calculée pour la position prédite P2, d'une altitude de sécurité àhwcTP, ainsi que d'une altitude différentielle Ahp2 déterminée à partir de données de terrain quant à la position actuelle Pi et à la position prédite P2, - l'altitude de sécurité OhwcTP étant déterminée à partir de la différence de niveau du point maximal et du niveau de la position prédite (P2) dans un voisinage de la position (P2), - l'altitude différentielle Ohp2 et l'altitude de sécurité AhwcTp étant soustraites de l'altitude en vol hF pour obtenir l'altitude de distance h*.
Il est en outre proposé conformément à l'invention un procédé 30 de guidage en vol à basse altitude pour un avion, comprenant les phases suivantes: - détermination de la position actuelle de l'avion dans le terrain mémorisé dans une banque de données de terrain, 2859177 7 ainsi que d'un niveau de référence hDB du terrain sur la position actuelle, détermination de la position prédite sur la base d'une consigne de prédiction, détermination d'une altitude de distance h* à partir d'une altitude de l'avion par rapport au sol hG transmise par un système de détection, d'une différence d'altitude en vol AhF préalablement calculée pour la position prédite, d'une altitude de sécurité AhwcTP, ainsi que d'une altitude différentielle Èhp2 déterminée à partir de données de terrain quant à la position actuelle P1 et à la position prédite P2, l'altitude de sécurité i\hwcTP étant déterminée à partir de la différence de niveau du point maximal et du niveau de la position prédite P2 dans un voisinage de la position P2, l'altitude différentielle AhP2 et l'altitude de sécurité AhwcTP étant soustraites de l'altitude en vol hF prédite pour obtenir l'altitude de distance h*, appréciation de l'altitude de distance h* quant à au moins un seuil d'altitude de distance et éventuelle transmission de signaux d'alarme à l'interface homme-machine sur la base de cette appréciation.
L'invention est décrite ci-dessous à l'aide des figures annexées, qui montrent: Figure 1: une représentation schématique d'un profil de niveau de terrain, d'un avion, ainsi que de différentes données de système pour déterminer une différence d'altitude par rapport à une altitude de sécurité, Figure 2: un schéma fonctionnel du système de guidage en vol à basse altitude conforme à l'invention, en vue d'ensemble, avec un module de prédiction d'altitude pour déterminer une altitude de sécurité, Figure 3: un schéma fonctionnel des fonctions essentielles du module de prédiction d'altitude, et Figure 4: une représentation schématique des points d'une banque de données de terrain au voisinage d'un point P2 déterminant pour la prédiction, établie pour la détermination de l'altitude de sécurité.
Pour expliquer la solution conforme à l'invention, la figure 1 montre schématiquement un avion 1 qui vole à basse altitude au-dessus d'un terrain 3, représenté sous forme de profil. Une trajectoire de vol 5, affectée à l'avion, est fonda-mentalement tridimensionnelle et dessinée sur la figure 1 sous forme de trajectoire prédite à deux dimensions. Pour une explication supplémentaire de l'invention, des grandeurs/lignes auxiliaires géométriques 9 sont reportées sur la figure 1. L'avion 1 a généralement une position actuelle par rapport à un système de coordonnées lié à la terre, définie par deux dimensions, par exemple le degré de longitude et le degré de latitude. Sur la figure 1, la position actuelle de l'avion est symbolisée par la référence P1.
Le système de guidage en vol à basse altitude 10 conforme à l'invention, prévu pour la mise en oeuvre dans un avion 1, présente un générateur d'alarme 11, qui génère à partir de données de détection sur la position Pi des sorties d'alarme ou alarmes quant à une position P2 future, préalablement prévue ou prédite. Les alarmes peuvent être transmises à une interface homme-machine ou à un pilotage automatique.
Outre le générateur d'alarme 11, le système de guidage en vol à basse altitude 10 comprend un système de capteurs ou de détection 13, un module 15 pour la prédiction d'une altitude pour le générateur d'alarme 11 ou module de prédiction d'altitude 15, en option une interface homme-machine 17, ainsi qu'un dispositif d'introduction 19 pour l'équipage de l'avion en vue d'initier le mode de fonctionnement conforme à l'invention pour la mise en oeuvre du guidage en vol à basse altitude ou d'introduire des paramètres requis. Au lieu d'une interface homme- machine 17, il est également possible de prévoir un pilotage automatique associé au système de guidage en vol à basse altitude 10 et qui commande automatiquement des manoeuvres en vol prédéfinies sur la base des alarmes transmises à ce dernier ou les transmet à une commande de vol. Le système de détection 13 comprend une banque de données 21 avec des informations de niveaux référencées géogra- phiquement. Ces informations sont brièvement qualifiées ci-dessous de données de niveau 22 et la banque de données citée de banque avec données de niveaux. Les informations de niveaux peuvent comporter des données de terrain, données de culture telles que bâtiments ou plantations, éléments d'in- frastructure ou menaces militaires ou une combinaison de ces dernières. Des routes, chemins de fer ou systèmes de circulation et de transport, tels que par exemple téléphériques, peuvent faire partie des éléments d'infrastructure. Les données de niveau sont normalement et de préférence mémorisées en numérique.
Le système de détection 13 comprend par ailleurs un autre système de capteurs et un module de calcul pour déterminer la position de l'avion à l'intérieur des informations de niveaux référencées géographiquement de la banque de données 21. A cet effet, le système de détection 13 comprend de préférence d'autres capteurs, par exemple une sonde altimétrique ainsi qu'en option des capteurs inertiels. Les données de niveau sont d'abord disponibles en forme de vecteurs [z] de coordonnées Z1, Z2, Z3. En variante, les données de niveau 22 peuvent se présenter sous forme de rangée de points dans une grille équidistante, c'est-à-dire dans une matrice de points. La longitude et la latitude sur un système de coordonnées terrestre sont par exemple référencées par Z1 et Z2, et par Z3 le niveau par exemple du point du terrain par rapport à un niveau de référence. Les coordonnées de niveaux Z3 résultent généralement des données de niveaux respectivement utilisées, c'est-à-dire en fonction du fait que sont prises en compte uniquement les données de terrain ou d'autres données, telles que par exemple données de culture.
Le système de détection 13 sert en outre à déterminer le coefficient de montée actuel dh/dt de l'avion 1, qui peut être également un coefficient de descente avec un signe correspondant. Cette grandeur est brièvement qualifiée ci-dessous de coefficient de montée. Il peut être prévu à cet égard un système 25 avec des capteurs de données aériennes et un module de calcul pour procéder en particulier à la détermination du coefficient de montée dh/dt de l'avion 1. Le coefficient dh/dt peut être toutefois également déterminé par un autre système ou unité de capteurs de l'avion, par exemple un système de capteurs inertiels du système de navigation ou d'un autre système.
En tant que partie élémentaire du système de détection 13, il est prévu un capteur pour mesurer l'altitude par rapport au sol, différents capteurs ou appareils étant envisageables à cet effet. Au plan de la technique des appareils, le capteur, déterminant l'altitude momentanée de l'avion 1 par rapport au sol, est de préférence réalisé sous forme de sonde altimétrique 27. Au lieu de la sonde altimétrique, il est également possible d'utiliser un altimètre laser ou un autre capteur suivant l'état de l'art. L'emploi d'une sonde altimétrique ou d'un altimètre encore meilleur est avantageux, car ils permettent d'obtenir une précision relativement élevée avec de faibles coûts d'appareillage et le vol peut être ainsi judicieusement assisté à proximité extrême du sol. Des capteurs d'une précision inférieure nécessiteraient des marges de sécurité, qui augmenteraient l'altitude en vol minimale. En cas d'utilisation d'une sonde altimétrique 27, cette dernière peut être identique à la sonde altimétrique citée pour la détermination de la position de l'avion 1 dans les données de niveaux mémorisées. Mais différents appareils sont également utilisables pour ces tâches, auxquelles sont liées différentes exigences techniques.
Il faut donc constater en résumé que le système de détection 13 du système de guidage en vol à basse altitude 10 conforme à l'invention est réalisable de différentes manières et peut comporter différents types de capteurs. L'essentiel est que le système de détection 13 détermine les données suivantes: l'altitude de l'avion 1 hG par rapport au sol, la position actuelle P1 de l'avion 1 dans la banque de données de terrain et/ou un niveau de référence hDB(pl) du terrain sur la position P1, déterminé à partir des données de terrain, le coefficient de montée momentané de l'avion 1 et des données de terrain dans le voisinage de la position P2 prédite.
Au lieu de ces grandeurs, il est également possible d'utiliser des grandeurs dont peuvent être dérivées les grandeurs citées.
Le module de prédiction d'altitude 15 détermine la position prédite P2 sur la base d'une consigne de prédiction, qui peut être un paramètre de prédiction ou une autre consigne de prédiction. En cas d'utilisation d'un paramètre de prédic- tion, ce dernier est prédéfini fixement ou réglable dans le module de prédiction d'altitude 15. Il peut être également déterminé dans des fonctions associées. Le paramètre de prédiction est une indication 30 pour déterminer la position P2 à partir de la position P1 et d'autres données sur la position P2, et est par exemple un temps de prédiction tp ou un parcours de prédiction. En supplément ou en variante, il est possible d'utiliser d'autres consignes de prédiction, par exemple une direction de vol ou une section de trajectoire de vol, donc une section de trajectoire dans l'espace en référence à un système de coordonnées terrestre. La direction de vol peut être une direction de vol effective ou une direction de vol de consigne ou généralement une consigne, par exemple de commande. De manière analogue, la section de trajectoire de vol peut être une section de trajectoire de consigne ou une section de trajectoire de vol déterminée à partir de données effectives. Dans les cas d'utilisation d'une direction ou d'une trajectoire de vol pour la prédiction de P2, le coefficient de montée actuel n'est de préférence pas indispensable. Les trajectoires de vol peuvent alors également dépendre du coefficient de montée. Les paramètres de prédiction ou données pour la détermination de la position P2 à partir de la position Pi sont également déterminables à partir d'une combinaison des grandeurs citées.
Ces consignes de prédiction et en particulier les paramètres de prédiction sont généralement transmis ou traités en forme de données, référencées par [x] sur la figure 3. Les consignes de prédiction peuvent être alors introduites manuellement dans le système de guidage en vol à basse altitude 10 ou le module de prédiction d'altitude 15 ou être transmises à partir d'un système associé, par exemple un autopilote ou également le système de détection 13. Dans la représentation de la figure 3, les données [x] sont transmises à partir du système de navigation 20. Ces données peuvent donc être une valeur, par exemple pour une indication de temps ou un parcours, ou un vecteur x-' par exemple pour la direction de vol, ou un article par exemple pour une section de trajectoire de vol. Des données appropriées, en particulier le temps de prédiction tp ou le parcours de prédiction, peuvent être également prédéfinies fixement ou réglables manuellement dans le système de guidage en vol à basse altitude 10 ou le module de prédiction d'altitude 15.
Les paramètres de prédiction, donc en particulier le temps de prédiction tp et/ou les autres consignes de prédiction, dépendent des propriétés de vol de l'avion 1 et de la performance du système implémenté dans ce dernier ou également du type d'utilisation de l'avion 1. Ces paramètres peuvent être également fixés pour des types d'utilisation définis et être disponibles dans le module de prédiction d'altitude.
Le module de prédiction d'altitude 15 est représenté sur la figure 3. Ce module détermine à partir de l'altitude de l'avion 1 par rapport au sol hG transmise par le système de détection 13, d'une différence d'altitude en vol AhF calculée préalablement pour la position P2, d'une altitude de sécurité AhwcTP déterminée pour la position P2, ainsi que d'une altitude différentielle ihP2 déterminée à partir de données de terrain pour la position P2, une altitude de distance h* ou altitude d'alerte hwarn en tant que grandeur dérivée de l'altitude de distance h*. Cette altitude de distance h* ou altitude d'alerte hwanr est transmise au générateur d'alarme 11 qui transmet des signaux correspondants à l'interface hommemachine.
Pour la détermination de l'attitude différentielle AhP2, une altitude de vol hF prédite pour la position P2 est de préférence déterminée à partir de l'altitude actuelle hG par rapport au sol moins le coefficient de montée multiplié par 2859177 14 le temps de prédiction. Il est possible de procéder de manière analogue en utilisant les paramètres de prédiction alternatifs. L'altitude différentielle OhP2 et l'altitude de sécurité AhWCTP sont soustraites de l'altitude en vol prédite hF pour obtenir l'altitude de distance h*. Il est encore possible d'en dériver en option une altitude de distance h*. Il faut alors procéder de manière connue à une fixation unitaire des signes, de sorte que des valeurs négatives peuvent être également traitées.
La différence d'altitude en vol L\hF, calculée préalablement pour la position P2, est déterminée à partir de la configuration de vol actuelle de l'avion 1. Dans une forme d'exécution préférentielle de l'invention, la différence d'altitude en vol AhF est déterminée à partir du coefficient de montée actuel de l'avion 1 multiplié par le temps de prédiction tP en tant que paramètre de prédiction.
L'altitude différentielle dhP2, déterminée à partir de données de niveaux pour la position P2, est calculée à partir de la différence entre un niveau de données de terrain Z3 en position P2 et un niveau de référence Ho en position P2. Le niveau de référence Ho est de préférence égal à la valeur de la coordonnée de niveau Z3 d'un point de position ou de terrain de la banque de données 21 avec des informations de niveaux référencées géographiquement, qui correspond à la position actuelle Pl de l'avion ou est dérivé de cette dernière. Etant donné que les données de niveaux sont de préférence disponibles en numérique, le point de position associé à la position Pl peut être obtenu par une méthode approximative.
L'altitude de sécurité AhwcTP au point de position P2 est déterminée à partir de la coordonnée de niveau respective Z3 2859177 15 des données de niveaux 22. Plus exactement dit, l'altitude de sécurité AhwcTp est généralement formée à partir d'une comparaison des valeurs de la coordonnée Z3 des données de niveaux dans un voisinage défini U de la position P2 et de la valeur de niveau du point de position P2. Dans une variante préférentielle, l'altitude de sécurité OhwcTP est déterminée par la différence de la valeur de la coordonnée de niveau Z3 du point de position P2 et de la valeur de la coordonnée de niveau Z3 du point maximal dans le voisinage de la position P2, s'il existe un point dans le voisinage présentant une valeur de niveau supérieure au point de position P2. S'il n'existe aucun point dans le voisinage U présentant une valeur de niveau supérieure au point de position P2, l'altitude de sécurité AhwcTp est posée égale à zéro. La différence peut être formée en égalant la valeur différentielle ou la valeur zéro avec l'altitude de sécurité AhwcTp ou en supplément en intégrant une fonction arithmétique, telle que par exemple une factorisation (par exemple avec un facteur de sécurité supplémentaire) ou une addition (un offset). L'altitude de sécurité AhwcTp est également déterminable au moyen d'autres méthodes mathématiques, par exemple au moyen de méthodes statistiques ou du calcul de probabilité.
Pour déterminer le voisinage U, une figure géométrique est de préférence admise autour du point de position P2 et associée de manière algorithmique au point P2. Sa dimension, et également sa forme dans des cas d'application particuliers, peuvent être dérivées de grandeurs de configuration de vol ou de paramètres de l'état du système. En variante ou en supplément, la dimension ou la forme de la figure géométrique peuvent être fixées de manière prédéfinie. En particulier dans ce cas, la dimension ou la forme de la figure géométrique sont posées égales à l'erreur de système TSE ( total system error ). L'erreur de système est formée de préférence de l'erreur horizontale des données de niveaux 22 de la banque de données 21 et/ou de l'erreur tridimensionnelle du signal de navigation et/ou écart par rapport à la trajectoire de vol de consigne (PSE, path steering error ).
Un cercle, une ellipse, un carré ou un rectangle sont de préférence utilisés comme forme de la figure géométrique.
Pour le positionnement fictif de cette dernière, le centre de gravité superficiel ou éventuellement une autre grandeur de référence géométrique appropriée sont posés identiques au point de position P2. Pour la détermination de l'altitude de sécurité AhwcTp, le point maximal des données de niveaux à l'intérieur du voisinage U défini est celui qui peut être un point de terrain P3 et/ou un point de culture ou d'obstacle (point P4).
Suivant l'exemple représenté sur la figure 4, la figure géométrique est un cercle. Pour déterminer l'altitude de sécurité AhwcTp, son centre est placé au point de position P2 au moyen d'un algorithme correspondant et les valeurs de coordonnées de niveaux des points de données de niveaux à l'intérieur de ce cercle sont comparées à la valeur de coordonnée de niveau du point de position P2. Dans l'exemple représenté sur la figure 4, le niveau P4 est supérieur au niveau P3. L'altitude de sécurité AhwcTp résulte alors en particulier de la valeur de coordonnée de niveau du point maximal dans le voisinage déterminé moins la valeur de coordonnée de niveau de la position prédite P2, si cette différence est positive, ou sinon de la valeur zéro, éventuellement en tenant compte à chaque fois d'une autre fonction.
2859177 17 L'altitude de distance h* déterminée pour la position P2 est transmise au générateur d'alarme 11, qui apprécie l'altitude h* et transmet d'éventuels signaux d'alarme à l'interface homme-machine sur la base de cette appréciation.
Dans le générateur d'alarme 11, au moins un seuil d'altitude de distance ou d'alarme hwarn est implémenté au moyen de l'altitude de distance h* pour apprécier la situation d'approche du terrain ou généralement d'un obstacle par l'avion. Ce seuil d'alarme peut être l'altitude h* elle-même ou être le seuil obtenu au moyen d'une fonction en utilisant h* et en particulier en utilisant la dérivée de h* par rapport au temps, donc dh*/dt. Une approche prédite de ce seuil par l'avion dans une mesure prédéfinie ou un dépassement par le haut prédit de ce seuil dans une mesure prédéfinie ou une atteinte prédite sont égalés à une approcheexcessive du terrain par l'avion à la position P2 prédite, de sorte que le pilote doit être alarmé en conséquence dans cette situation.
Il convient de prévoir au moins un seuil d'altitude de distance qui peut être prédéfini ou dépendre de la configuration de vol et en particulier de la vitesse de l'avion ou de la vitesse d'approche d'un obstacle par l'avion, de l'activation d'un mode de fonctionnement des servitudes de l'avion ou d'autres états du système.
Dans une forme d'exécution du générateur d'alarme 11, trois seuils d'altitude d'alarme sont implémentés, de sorte que le signal d'alarme W1 et/ou W2 renferme différents signaux d'alarme, selon qu'une atteinte du seuil respectif par l'altitude h* est confirmée.
Dans une autre forme d'exécution, deux seuils d'altitude 35 d'alarme sont utilisés et les alarmes sont générées visuellement et acoustiquement. Une première alarme acoustique est déclenchée en cas de dépassement par le haut du premier seuil d'altitude d'alarme correspondant, qui présente le niveau maximal de tous les seuils. Après le dépassement par le haut de ce premier seuil d'altitude d'alarme, une représentation visuelle est assurée sur le viseur tête haute en supplément de l'alarme acoustique. Une représentation en forme d'une flèche, qui donne à l'équipage des instructions de redressement correspondantes, est alors de préférence prévue. Ce n'est qu'après le dépassement par le haut du second seuil d'altitude d'alarme, apprécié comme risque de collision immédiat de l'avion avec le sol, qu'une dernière alarme acoustique est transmise aux pilotes pour le redressement de l'avion. La détermination de cette dernière alarme est assurée de préférence sur l'hypothèse de temps de réaction extrêmement courts et de facteurs de charge maximaux admissibles de l'équipage, ainsi que de valeurs maximales pour le coefficient de roulis, de tangage et de giration de l'avion. Une distance de sécurité ou un facteur de sécurité peuvent être alors appliqués en supplément.
Dans une forme d'exécution en variante du système de guidage en vol à basse altitude, le module de génération acoustique 42 génère, lors de l'atteinte d'un premier seuil d'altitude d'alarme, un signal sonore pulsé dans une première fréquence, lors de l'atteinte d'un deuxième seuil d'altitude d'alarme un signal sonore constant, et lors de l'atteinte d'un troisième seuil d'altitude d'alarme un signal sonore pulsé dans une seconde fréquence, la seconde fréquence immédiatement perceptible étant plus élevée, par exemple deux fois plus élevée que la première. Une altitude de distance h*, alors associée au deuxième seuil d'altitude d'alarme, est plus faible que l'altitude h* associée au premier seuil. Dans cet exemple d'exécution, cela vaut également de façon analogue pour le troisième et le deuxième seuil. Lors de l'atteinte du 2859177 19 troisième seuil d'altitude d'alarme, la fréquence peut avoir en option une configuration variable, à savoir proportionnelle à une augmentation du dépassement par le bas du troisième seuil.
Claims (10)
1. Système de guidage en vol à basse altitude pour des avions, comprenant - un générateur d'alarme (11) pour générer des sorties d'alarme sur une interface homme-machine ou un autopilote quant à une position prédite (P2) , un système de détection (13) avec une banque de données de terrain (21) ainsi qu'un module de calcul pour la détermination de la position actuelle (P1) de l'avion (1) dans le terrain mémorisé dans la banque de données de terrain (21), ainsi que d'une hauteur de référence hDB du terrain sur la position actuelle (Pl), un système de détection et un module pour la détermination d'une différence d'altitude en vol AhF préalablement calculée sur la position prédite (P2), et de données de terrain dans le voisinage U de la position prédite P2, un module (15) pour la prédiction d'une altitude pour le 20 générateur d'alarme (11), caractérisé en ce que - une alarme est basée sur l'atteinte, le dépassement par le 25 haut d'un seuil d'altitude d'alarme (h*) ou l'approche de ce dernier, la détermination de la position prédite (P2) est assurée dans le module de prédiction sur la base d'une consigne de prédiction, une altitude de distance h* est déterminée dans le module de prédiction d'altitude (15), en tant que seuil d'altitude de distance, à partir de l'altitude de l'avion 1 par rapport au sol hG transmise par le système de détection (13) , d'une différence d'altitude en vol AhF préalablement calculée pour la position prédite P2, d'une altitude de sécurité AhwcTp, ainsi que d'une altitude différentielle AhP2 déterminée à partir de données de terrain quant à la position actuelle (P1) et à la position prédite (P2), l'altitude de sécurité ihwcTP étant déterminée à partir de la différence de niveau du point maximal et du niveau de la position prédite (P2) dans un voisinage de la position (P2), l'altitude différentielle Ahp2 et l'altitude de sécurité AhwcTp étant soustraites de l'altitude en vol prédite hf (P2) pour obtenir l'altitude de distance h*.
2. Système de guidage en vol à basse altitude suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur pour la mesure de l'altitude de vol par rapport au sol est une sonde altimétrique.
3. Système de guidage en vol à basse altitude suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la consigne de prédiction est un temps de prédiction tp ou un parcours de prédiction.
4. Système de guidage en vol à basse altitude suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'altitude de vol hF prédite pour la position prédite (P2) est déterminée à partir de l'altitude actuelle par rapport au sol hG moins le coefficient de monté multiplié par le temps de prédiction.
5. Système de guidage en vol à basse altitude suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la consigne de prédiction est une direction de vol ou une section de trajectoire de vol.
6. Système de guidage en vol à basse altitude suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la direction de vol est une direction de vol effective ou une direction de vol de consigne.
7. Système de guidage en vol à basse altitude suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la section de trajectoire de vol est une section de trajectoire de consigne ou une section de trajectoire de vol déterminée à partir de données effectives.
8. Système d'alarme pour le guidage en vol à basse altitude, comprenant un générateur d'alarme (11) pour générer des sorties d'alarme, quant à une position prédite (P2), sur une interface homme-machine ou un autopilote, un module de prédiction (15) d'une altitude pour le générateur d'alarme (11), caractérisé en ce que 25 une alarme est basée sur l'atteinte, le dépassement par le haut d'un seuil d'altitude d'alarme (h*) ou l'approche de ce dernier, la détermination de la position prédite (P2) est assurée dans le module de prédiction sur la base d'une consigne de prédiction, une altitude de distance h* est déterminée dans le module de prédiction d'altitude (15) à partir de l'altitude de l'avion 1 par rapport au sol hG transmise par un système de 2859177 23 détection (13), d'une différence d'altitude en vol AhF calculée préalablement pour la position prédite P2, d'une altitude de sécurité ihwcTF, ainsi que d'une altitude différentielle Ahp2 déterminée à partir de données de 5 terrain quant à la position actuelle (Pl) et à la position prédite (P2), l'altitude de sécurité AhwcTF étant déterminée à partir de la différence de niveau du point maximal et du niveau de la 10 position prédite (P2) dans un voisinage de cette dernière, l'altitude différentielle Ohp2 et l'altitude de sécurité AhwcTF étant soustraites de l'altitude en vol prédite hF pour obtenir l'altitude de distance h*.
9. Générateur d'alarme pour le guidage en vol à basse altitude en vue de générer des sorties d'alarme quant à une position prédite (P2) sur une interface homme-machine ou un autopilote, auquel sont associés - un système de détection (13) avec une banque de données de terrain (21) ainsi qu'un module de calcul en vue de déterminer la position actuelle (P1) de l'avion (1) dans le terrain mémorisé dans la banque de données (21), ainsi qu'un niveau de référence hDB du terrain sur la position actuelle (P1), un système de capteurs et un module pour la détermination d'une différence d'altitude en vol AhF, préalablement calculée, sur la position prédite (P2), et de données de terrain dans le voisinage de la position prédite P2, - un module de prédiction (15) d'une altitude de distance h*, 24 2859177 caractérisé en ce que la détermination de la position prédite (P2) est assurée dans le module de prédiction sur la base d'une consigne de prédiction, une altitude de distance h* est déterminée dans le module de prédiction d'altitude (15) à partir de l'altitude de l'avion 1 par rapport au sol hG transmise par un système de détection (13), d'une différence d'altitude en vol AhF préalablement calculée pour la position prédite P2, d'une altitude de sécurité AhwcTP, ainsi que d'une altitude différentielle hp2 déterminée à partir de données de terrain quant à la position actuelle (P1) et à la position prédite (P2), l'altitude de sécurité AhwcTP étant déterminée à partir de la différence de niveau du point maximal et du niveau de la position prédite (P2) dans un voisinage de la position (P2), l'altitude différentielle Ahp2 et l'altitude de sécurité AhwcTP étant soustraites de l'altitude en vol hF pour obtenir l'altitude de distance h*.
10. Procédé de guidage en vol à basse altitude pour un avion 25 (1) comprenant les phases suivantes: détermination de la position actuelle (Pi) de l'avion (1) dans le terrain mémorisé dans une banque de données de terrain (21), ainsi que d'un niveau de référence hDB du terrain sur la position actuelle (P1), - détermination de la position prédite (P2) sur la base d'une consigne de prédiction, - détermination d'une altitude de distance h* à partir d'une altitude de l'avion (1) par rapport au sol hG transmise par 2859177 25 un système de détection (13), d'une différence d'altitude en vol OhF préalablement calculée pour la position prédite (P2), d'une altitude de sécurité AhwcTF, ainsi que d'une altitude différentielle Ohp2 déterminée à partir de données 5 de terrain quant à la position actuelle (P1) et à la position prédite (P2), l'altitude de sécurité AhwcTF étant déterminée à partir de la différence de niveau du point maximal et du niveau de la position prédite (P2) dans un voisinage de la position (P2), l'altitude différentielle AhP2 et l'altitude de sécurité AhwcTp étant soustraites de l'altitude en vol hF prédite pour obtenir l'altitude de distance h*, appréciation de l'altitude de distance h* quant à au moins un seuil d'altitude de distance et éventuelle transmission de signaux d'alarme à l'interface homme-machine sur la base de cette appréciation.
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