FR2893747A1

FR2893747A1 - SYSTEM, ASSISTED BY SATELLITE, COLLISION ALERT AND TRAFFIC MANAGEMENT OF VEHICLES, SUCH AS AIRCRAFT

Info

Publication number: FR2893747A1
Application number: FR0606000A
Authority: FR
Inventors: Frank Hermanns
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2005-07-04
Filing date: 2006-07-03
Publication date: 2007-05-25
Anticipated expiration: 2026-07-03
Also published as: DE102005031439A1; FR2893747B1

Abstract

Avec un système d'alerte anticollision et de gestion de circulation - à base de système de navigation satellitaire (41 à 43), système de communication satellitaire (51 à 55), simulation par ordinateur (8) et système expert (16) - tous les véhicules d'un mode de transport sont saisis et leurs itinéraires simulés. Une transmission des données d'état, de modification et de pilotage permet d'estimer des itinéraires non seulement linéaires et de calculer à l'avance des courbes non linéaires, permettant ainsi des alertes anticollisions plus précises. Une transmission simultanée des données machine autorise un diagnostic d'erreur complexe avec assistance au sol. Par des simulations, des systèmes experts peuvent détecter automatiquement des états défectueux et des situations dangereuses, éventuellement beaucoup plus tôt que des observateurs humains. Des alertes sont générées automatiquement afin que les centrales de contrôle au sol puissent réagir à ces alertes relativement rapidement et globalement.With an anti-collision warning and traffic management system - based on satellite navigation system (41 to 43), satellite communication system (51 to 55), computer simulation (8) and expert system (16) - all the vehicles of a mode of transport are seized and their simulated itineraries. Transmission of status, modification and control data makes it possible to estimate not only linear routes and to calculate non-linear curves in advance, thus enabling more precise collision avoidance alerts. Simultaneous transmission of machine data enables complex error diagnosis with ground assistance. Through simulations, expert systems can automatically detect faulty states and dangerous situations, possibly much sooner than human observers. Alerts are generated automatically so that the ground control centers can react to these alerts relatively quickly and globally.

Description

1 SYSTEME, ASSISTE PAR SATELLITE, D'ALERTE DE COLLISIONS ET DE GESTION DU1 SYSTEM, ASSISTED BY SATELLITE, COLLISION ALERT AND MANAGEMENT

TRAFIC DE VEHICULES, TELS QUE DES AERONEFS TRAFFIC IN VEHICLES, SUCH AS AIRCRAFT

La présente invention concerne un système, assisté par satellite, d'alerte de collisions et de gestion du trafic de véhicules, tels que des aéronefs. Des systèmes TCAS II (Traffic Alert and Collision Avoidance System û système embarqué d'anticollision) sont souvent installés à bord d'avions pour donner des alertes sur le trafic aérien et éviter les collisions. Avec le système TCAS II, l'espace aérien est observé en permanence et les pilotes sont avertis à temps d'une rencontre dangereuse imminente avec un avion s'approchant. Dans des cas critiques, il se peut que soient communiquées en plus des instructions pratiques de manoeuvre d'évitement. Le système TCAS II est un système de sécurité reconnu par pratiquement toutes les compagnies aériennes. Par exemple, tous les avions de passagers avec plus de 30 sièges volant dans l'espace aérien des Etats-Unis d'Amérique doivent être équipés d'un système TCAS II. Pour pouvoir être reconnu par un organisme de contrôle de la navigation aérienne, l'équipement standard d'un système TCAS II comporte ce que l'on appelle un transpondeur qui communique diverses informations telles que l'indicatif, l'altitude de vol et la vitesse, généralement sur deux fréquences, à savoir 1030 MHz pour les interrogations et 1090 MHz pour la réponse. Dans ce cas, le système TACS-II utilise le principe du transpondeur pour saisir des données. Deux antennes installées au-dessus et en dessous du fuselage de l'avion émettent toutes les secondes un signal d'interrogation dans toutes les directions de l'espace aérien. Si le transpondeur d'un autre avion reçoit ces signaux, son transpondeur, selon son type de fabrication, envoie en réponse des informations sur la distance d'éloignement, la direction de vol et l'altitude de vol. Le calculateur prévu dans le TCAS II calcule à partir des informations reçues une vitesse d'approche ainsi que le temps jusqu'au point de rapprochement maximal (CPA : Closest Point of Approach ). Le temps est la grandeur importante pour les autres calculs. Seulement de cette façon, il est garanti qu'il reste aux pilotes suffisamment de temps pour réagir en cas d'une éventuelle alerte ou d'instructions de manoeuvre d'évitement, et même indépendamment de la vitesse à laquelle les avions se rapprochent l'un de l'autre. De plus, le temps de réaction est prolongé en fonction 2 de l'altitude de vol afin de compenser la perte de puissance des réacteurs qui dépend de l'altitude. En présence d'une menace potentielle, le système TCAS II prévoit quatre niveaux d'informations et d'instructions qui sont reproduites ou représentées optiquement et acoustiquement dans le poste de pilotage. Pour cela, le champ de protection, que le système TCAS II établit autour d'un avion, est limité dans les trois dimensions. En général, ce champ a un diamètre de 25 km environ et une hauteur de 2 km environ. Le système suit jusqu'à 45 vols d'avion dans cette enceinte de protection, dont une grande partie peut être affichée. Le processeur du système peut traiter des vitesses d'approche jusqu'à 1200 noeuds (environ 2220 km/h) et des vitesses d'approche verticales de 0 à 10 000 pieds/min. Une information sur le trafic est affichée uniquement lorsqu'un autre avion pénètre dans le champ de protection. Pour cela, différents symboles selon le danger potentiel apparaissent sur les écrans de navigation dans le poste de pilotage, seul le symbole RA (Resolution Advisory - avis de résolution) indique dans le système TCAS II qu'il existe un danger imminent de collision. Dans ce cas, l'intervalle de temps jusqu'à une éventuelle collision est compris entre 15 et 35 secondes. En plus, il apparaît par exemple sur l'indicateur d'assiette une indication de manoeuvre qui exige, selon la situation, une montée ou une descente immédiate ; cet affichage est en plus souligné par un signal acoustique. Dans un tel cas, l'équipage du poste de pilotage suit sans tarder l'avis de résolution (RA) et engage conformément à l'indication de manoeuvre un vol ascendant ou descendant. Il s'agit ici dans l'exemple présenté d'un avis de résolution de correction, des avis de résolution de prévision ou de prévention ne demandent pas de manoeuvre d'évitement, mais au contraire exigent des pilotes qu'ils maintiennent exactement la trajectoire de vol momentanée. Si les deux avions disposent des transpondeurs correspondants, le système TCAS II parvient à fournir un avis de résolution coordonné par lequel il est prévu une modification à court terme de la trajectoire de vol des deux avions, et à savoir des manoeuvres d'évitement exclusivement dans des directions verticales. Après l'exécution de l'avis de résolution, les pilotes retournent immédiatement à leur l'altitude de vol d'origine et informent l'organisme de contrôle de navigation aérienne compétent. 3 On doit constater à ce sujet que les performances d'un système TCAS II dépendent du type de transpondeur dans l'avion en approche. Certains transpondeurs ne communiquent pas d'informations d'altitude ; pour des raisons de sécurité, le système TCAS II suppose alors que l'avion s'approchant se trouve à la même l'altitude de vol et donne des informations de trafic, mais pas d'instructions pour une manoeuvre d'évitement. Des avions sans transpondeur, avec un appareil éteint ou avec certains types de transpondeur de fabrication russe que le TCAS II ne reconnaît pas, restent invisibles pour le système d'alerte, cela signifie qu'une alerte ou une instruction pour une manoeuvre d'évitement n'a pas lieu. The present invention relates to a system, assisted by satellite, collision alerting and vehicle traffic management, such as aircraft. TCAS II systems (Traffic Alert and Collision Avoidance System) are often installed on aircraft to provide air traffic alerts and avoid collisions. With the TCAS II system, the airspace is constantly observed and the pilots are warned in time of an impending dangerous encounter with an approaching aircraft. In critical cases, it may be possible to communicate in addition to practical instructions of avoidance maneuver. The TCAS II system is a security system recognized by virtually all airlines. For example, all passenger aircraft with more than 30 seats flying in United States airspace must be equipped with TCAS II. In order to be recognized by an air traffic control organization, the standard equipment of a TCAS II system includes a so-called transponder which communicates various information such as the call sign, the flight altitude and the speed, usually on two frequencies, namely 1030 MHz for interrogations and 1090 MHz for the response. In this case, the TACS-II system uses the transponder principle to enter data. Two antennas installed above and below the fuselage of the aircraft emit an interrogation signal every second in all directions of the airspace. If the transponder of another aircraft receives these signals, its transponder, according to its type of manufacture, sends in response information on the distance of separation, the direction of flight and the altitude of flight. The computer provided in the TCAS II calculates from the information received an approach speed and the time to the closest point of approach (CPA: Closest Point of Approach). Time is the important size for other calculations. Only in this way, it is guaranteed that there is sufficient time for the pilots to react in the event of a possible alert or avoidance maneuvering instructions, and even regardless of the speed at which the aircraft are approaching. one of the other. In addition, the reaction time is extended as a function of flight altitude 2 in order to compensate for the loss of power of the reactors which depends on the altitude. In the presence of a potential threat, the TCAS II system provides four levels of information and instructions that are reproduced or represented optically and acoustically in the cockpit. For this, the protective field, that the TCAS II system establishes around an aircraft, is limited in all three dimensions. In general, this field has a diameter of about 25 km and a height of about 2 km. The system tracks up to 45 flights in this protective enclosure, much of which can be displayed. The system processor can handle approach speeds of up to 1200 knots (approximately 2220 km / h) and vertical approach speeds of 0 to 10,000 feet / min. Traffic information is displayed only when another aircraft enters the protective field. For this purpose, different symbols according to the potential danger appear on the cockpit navigation screens, only the RA symbol (Resolution Advisory) indicates in the TCAS II system that there is an imminent danger of collision. In this case, the time interval until a possible collision is between 15 and 35 seconds. In addition, it appears for example on the attitude indicator an indication of maneuver that requires, depending on the situation, an ascent or descent immediately; this display is further emphasized by an acoustic signal. In such a case, the cockpit crew shall immediately follow the resolution notice (RA) and engage in ascending or descending flight according to the maneuvering indication. This is a corrective resolution notice in the presented example. Forecast resolution or prevention notices do not require an avoidance maneuver, but rather require pilots to maintain exactly the correct course of action. momentary flight. If both aircraft have the corresponding transponders, TCAS II is able to provide a coordinated resolution notice by which a short-term change in the flight path of the two aircraft is foreseen, and that is to say avoidance maneuvers exclusively in the aircraft. vertical directions. After the execution of the resolution notice, the pilots immediately return to their original flight altitude and inform the relevant air traffic control organization. 3 It should be noted in this regard that the performance of a TCAS II system depends on the type of transponder in the approaching aircraft. Some transponders do not communicate altitude information; for safety reasons, the TCAS II system assumes that the approaching aircraft is at the same flight altitude and gives traffic information, but no instructions for an avoidance maneuver. Aircraft without a transponder, with a device switched off or with certain types of Russian-made transponders that TCAS II does not recognize, remain invisible for the warning system, ie an alert or instruction for an avoidance maneuver does not take place.

Le système TCAS II fournit aux équipages du poste de pilotage des informations, mais il n'est pas capable d'exécuter automatiquement une manoeuvre. Le suivi ou non d'un avis de résolution et la manière de suivre un avis restent du ressort des pilotes. D'autres systèmes de sécurité sont souvent installés en plus dans les postes de pilotage des avions de ligne modernes. Un système d'alarme Wind Shear prévient en cas de cisaillement de vent critique. Dans ce cas, ce que l'on appelle une alerte Stall prévient l'avion d'un décollement des filets d'air. Un système d'avertissement de la proximité du sol (GPWS : Ground Proximity Warning System) réagit en cas d'une vitesse d'approche au sol trop grande par des signaux optiques et acoustiques. Actuellement, on commence à monter des systèmes ADS-B (Automatic Dependent Surveillance Broadcast û Surveillance dépendante automatique en mode diffusion). Ces systèmes installés dans des avions émettent des données d'identification et de position. Cette nouvelle technologie permet aux pilotes dans les postes de pilotage et aux contrôleurs du trafic aérien au sol de voir le trafic aérien avec une plus grande précision que celle qui était possible jusqu'à présent. Le système ADS-B susmentionné devrait rendre les vols plus sûrs et permettre une utilisation plus efficace de l'espace aérien. Avec le système ADS-B, la position exacte d'un avion dans l'espace aérien est transmise par une liaison de données numériques conjointement à d'autres données, telles que la vitesse de vol, l'altitude de vol et les informations si l'avion effectue une courbe, une ascension ou une descente. Les récepteurs ADS-B, qui sont intégrés dans le système de contrôle de la trajectoire de vol ou qui sont installés à bord d'un autre avion, fournissent aux utilisateurs une reproduction précise du trafic aérien en temps réel, et même aussi bien dans l'air qu'au sol. Contrairement aux radars usuels, le système ADS-B fonctionne à des altitudes de vol basses et au sol de sorte qu'il peut également être employé pour surveiller la circulation sur l'aérodrome (taxi ways) et sur les pistes de décollage et d'atterrissage d'un aéroport. II est également efficace dans des zones plus éloignées ou sur des terrains vallonnés lorsqu'il n'y a pas de détection par radar ou si la détection par radar est limitée. Un des plus grands avantages du système ADS-B tient à ce qu'il transmet les mêmes informations en temps réel aussi bien aux pilotes dans le poste de pilotage des avions qu'aux contrôleurs du trafic aérien au sol, les deux voyant ainsi les mêmes paquets de données. Le système ADS-B repose sur un système de positionnement global (mondial) assisté par satellite avec lequel peut être déterminée une position précise d'un avion dans l'espace aérien. Le système traduit la position en un code numérique qui est fourni avec d'autres informations, telles que le type d'avion, sa vitesse de vol, son numéro de vol, et également avec les informations précisant si l'avion effectue une courbe, une ascension ou une descente. Le code numérique, qui contient toutes ces informations, est actualisé plusieurs fois par seconde et émis par l'avion sur une fréquence discrète. The TCAS II system provides cockpit crews with information, but it is not able to automatically perform a maneuver. The follow-up or not of a resolution notice and the way of following an opinion remain the responsibility of the pilots. Other security systems are often installed in addition to the cockpits of modern airliners. A Wind Shear alarm system warns in case of critical wind shear. In this case, what is called a Stall Alert prevents the aircraft from detaching the air streams. A Ground Proximity Warning System (GPWS) responds in the event of an excessive ground approach speed with optical and acoustic signals. Currently, ADS-B systems (Automatic Dependent Surveillance Broadcast - Automatic dependent surveillance in broadcast mode) are starting to be installed. These systems installed in aircraft emit identification and position data. This new technology allows pilots in cockpits and air traffic controllers to see the air traffic with greater precision than was possible until now. The aforementioned ADS-B system should make flights safer and allow more efficient use of airspace. With the ADS-B system, the exact position of an aircraft in the airspace is transmitted by a digital data link along with other data, such as flight speed, flight altitude and information if the plane makes a curve, an ascent or a descent. ADS-B receivers, which are integrated into the flight path control system or installed on board another aircraft, provide users with accurate real-time reproduction of air traffic, and even in the real world. on the floor. Unlike conventional radars, the ADS-B system operates at low flying altitudes and on the ground so that it can also be used to monitor taxi ways and take-off and runways. landing of an airport. It is also effective in more remote areas or on hilly terrain when there is no detection by radar or if detection by radar is limited. One of the greatest advantages of the ADS-B system is that it transmits the same information in real time to pilots in the cockpit of airplanes as air traffic controllers on the ground, both seeing the same data packets. The ADS-B system is based on a global (satellite) assisted global positioning system with which a precise position of an aircraft in the airspace can be determined. The system translates the position into a numeric code that is provided with other information, such as the type of aircraft, its flight speed, flight number, and also with information as to whether the aircraft is making a curve, an ascent or descent. The numerical code, which contains all this information, is updated several times per second and emitted by the aircraft on a discrete frequency.

D'autres avions et des postes de contrôle au sol dans un périmètre de 150 milles reçoivent la transmission par liaison de données et affichent les informations sur un écran d'ordinateur. Les pilotes dans le poste de pilotage voient le trafic aérien sur un écran d'affichage d'informations sur le trafic (CDTI : Cockpit Display of Traffic Information) installé dans le poste de pilotage. Les contrôleurs du trafic aérien au sol peuvent voir les cibles du système ADS-B sur leur écran usuel conjointement aux autres cibles du système radar. A l'exception du système ADS-B récemment introduit, seule une surveillance terrestre par radar, active et/ou passive a lieu en général, associée de temps en temps à une communication de position par GPS. Par ailleurs dans de nombreuses parties du globe, il n'existe absolument pas de surveillance terrestre, bien que suffisamment de satellites soient disponibles. Un contrôle est effectué pour l'essentiel par radar. Des données de navigation, comme la position, ne sont diffusées que d'une manière très limitée, toutefois sans que des valeurs d'accélération et des positions de contrôleur n'y soient liées. Ainsi, des collisions imminentes ne sont donc pas prévisibles d'une manière suffisamment fiable ; de toute façon le volume de données n'est pas assez important. De plus, les positions et les vitesses, transmises dans le meilleur des cas, permettent uniquement des prévisions linéaires à court terme d'une trajectoire de vol ou d'un itinéraire de navigation. La présente invention a pour objet de surveiller de manière efficace la circulation aérienne ou maritime et de pouvoir éviter à temps des collisions entre des véhicules, tels que des aéronefs ou des navires. Other planes and ground control stations within 150 miles receive data link transmission and display information on a computer screen. Pilots in the cockpit see air traffic on a Cockpit Display of Traffic Information (CDTI) screen installed in the cockpit. Air traffic controllers on the ground can see ADS-B targets on their usual screen in conjunction with other targets on the radar system. With the exception of the newly introduced ADS-B system, only active and / or passive terrestrial radar monitoring is usually performed, associated from time to time with GPS position communication. Moreover, in many parts of the world there is absolutely no ground surveillance, although enough satellites are available. A check is made for the most part by radar. Navigation data, such as position, is only very limited in distribution, however, with no acceleration values and controller positions. Thus, impending collisions are not predictable in a sufficiently reliable manner; in any case the volume of data is not important enough. In addition, positions and speeds, transmitted in the best case, only allow short-term linear forecasts of a flight path or navigation route. The present invention aims to effectively monitor air traffic or maritime and to avoid collisions in time between vehicles, such as aircraft or ships.

Selon la présente invention, cet objectif est atteint par un système, assisté par satellite, d'alerte de collisions et de gestion du trafic d'aéronefs, caractérisé en ce que, dans un aéronef, des vecteurs de position déterminés au moyen d'un système de navigation par satellites ainsi que d'autres vecteurs d'état, de modifications et de pilotage sont transmis par un système de communication satellitaire sécurisé à un système de simulation informatique (par ordinateur) avec assistance au sol y compris un système expert, à partir desquels toutes les trajectoires de vol sont saisies et calculées pour une certaine période de temps. Des perfectionnements avantageux de la présente invention présentent les caractéristiques suivantes : - pour l'assistance du système par des mesures radar supplémentaires, de nouveaux aéronefs détectés sont intégrés dans le système de simulation informatique avec leurs vecteurs d'identification, position et vitesse, et dont la position est vérifiée au moyen du système de communication satellitaire d'aéronefs connus. - pour étendre le système, un bloc de données avec des données machine de l'avion est transmis de sorte que des états de défaillance sur l'avion soient détectés à temps au sol au moyen d'une simulation par ordinateur spécifique au type d'avion, que la compagnie aérienne soit prévenue et/ou que des instructions d'intervention soient fournies. - pour la surveillance automatisée de violations de l'espace aérien ou de zones dangereuses, la simulation de l'espace aérien est comparée à une carte terrestre numérique et aux zones marquées sur celle-ci. 6 - en cas d'accidents, d'avaries ou de collisions, une situation d'accident peut être reconstruite de manière détaillée au moyen des blocs de données de navigation et des données machine transmises par un enregistreur de données de vol centré dans le réseau (boîte noire) et/ou par un indicateur de position d'accident, et le lieu de l'accident est indiqué de manière automatique et très précise. According to the present invention, this objective is achieved by a satellite assisted system for collision warning and aircraft traffic management, characterized in that, in an aircraft, position vectors determined by means of a satellite navigation system as well as other state vectors, modifications and control are transmitted by a secure satellite communication system to a computer simulation system (computer) with ground assistance including an expert system, to from which all flight paths are entered and calculated for a certain period of time. Advantageous improvements of the present invention have the following characteristics: for the assistance of the system by additional radar measurements, new detected aircraft are integrated into the computer simulation system with their identification vectors, position and speed, and of which the position is verified using the satellite communication system of known aircraft. to extend the system, a data block with machine data of the aircraft is transmitted so that failure states on the aircraft are detected in time on the ground by means of a computer simulation specific to the type of aircraft. airplane, that the airline is notified and / or that intervention instructions are provided. - for automated monitoring of airspace or hazardous area violations, airspace simulation is compared to a digital terrestrial map and the areas marked on it. 6 - In case of accidents, damages or collisions, an accident situation can be reconstructed in detail by means of navigation data blocks and machine data transmitted by a flight data recorder centered in the network. (black box) and / or by an accident position indicator, and the location of the accident is indicated automatically and very accurately.

Le système peut donc en outre être employé pour une alerte anticollision et pour la gestion de la circulation de navires au lieu d'aéronefs. The system can therefore also be used for an anti-collision alert and for managing the movement of ships instead of aircraft.

Selon la présente invention, il est prévu un mode de transport, comme la navigation aérienne ou maritime, un système de navigation par satellites, comme le GNSS (Global Navigation Satellite System ù système mondial de navigation par satellite), un système de communication satellitaire et une simulation par ordinateur avec système expert. Avec cela, il est également possible de faire des prévisions non linéaires sur une trajectoire aérienne ou un itinéraire maritime. Des installations conventionnelles de surveillance par radar, des liaisons radio, des systèmes de gestion du trafic peuvent être intégrés dans le système conforme à l'invention pour en augmenter la disponibilité et la fiabilité. According to the present invention, there is provided a mode of transport, such as air or sea navigation, a satellite navigation system, such as the GNSS (Global Navigation Satellite System), a satellite communication system and a satellite navigation system. a computer simulation with expert system. With this, it is also possible to make non-linear forecasts on an air route or a maritime route. Conventional radar monitoring facilities, radio links, traffic management systems can be integrated into the system according to the invention to increase availability and reliability.

Par ailleurs sont également transmises des données sur les positionnements et réglages momentanés des appareils de pilotage, des données météorologiques, des caractéristiques de machine et des données sur l'itinéraire prévu ou sur des manoeuvres de vol. Pour cela, une simulation très précise et une prévision des relations spatiales sont exécutables au sol, et certes pas seulement pour une projection linéaire des trajectoires, mais également pour une projection non linéaire en tenant compte de toutes les données. Des collisions éventuellement imminentes peuvent ainsi être détectées à l'avance d'une manière bien plus précise et peuvent être évitées par des corrections de trajectoire. In addition, data are also transmitted on the positioning and the momentary adjustments of the control apparatus, meteorological data, machine characteristics and data on the planned route or on flight maneuvers. For that, a very precise simulation and a prediction of the spatial relations are executable on the ground, and certainly not only for a linear projection of the trajectories, but also for a nonlinear projection taking into account all the data. Possible imminent collisions can thus be detected in advance in a much more precise manner and can be avoided by trajectory corrections.

Le système conforme à l'invention peut être mis en oeuvre d'une manière avantageuse aussi bien pour la navigation aérienne que pour la navigation maritime et a par principe une structure similaire. La différence essentielle repose toutefois sur le fait que l'espace aérien est tridimensionnel alors que la surface des mers est bidimensionnelle. Dans le système concerné, cela a des conséquences sur le nombre des paramètres des vecteurs spatiaux transmis et simplifie la simulation et la prévision de route. Toutefois, les périodes de temps critiques sont bien plus courtes dans la navigation aérienne que dans la navigation maritime. Par la suite, on ne différenciera plus ces deux domaines d'application, puisque, comme cela a déjà été mentionné, les systèmes conformes à l'invention ont par principe la même structure. Des systèmes d'alerte existants, comme le STCA (Short Term Conflict Alert ù système de détection de conflit à court terme) peuvent être considérablement améliorés en y intégrant le système conforme à l'invention. Le système STCA n'est basé que sur une mesure par radar relativement imprécise conjointement à une prévision linéaire à court terme de la trajectoire aérienne. Mais la présente invention prend pour hypothèse de départ des indications de position très précises du système de navigation par satellite et des valeurs mesurées supplémentaires provenant de l'avion, comme l'assiette, les accélérations et des paramètres de pilotage. Ainsi sont possibles non seulement des prévisions linéaires, mais également des prévisions non linéaires, comme des courbes à court terme et des routes à moyen terme. La simulation par ordinateur prévue peut ainsi modéliser tout l'espace aérien et un système expert peut en déduire des décisions sur des alertes. En liaison avec des signaux de navigation par satellite disponibles dans le monde entier et avec un réseau de communication satellitaire installé dans le monde entier, on réalise ainsi un système efficace pour la GATM (Global Air Traffic Management ù Gestion mondiale du trafic aérien). En particulier, des simulations sophistiquées par ordinateur et des systèmes experts pour éviter des collisions peuvent ainsi être organisés efficacement dans le monde entier. Cependant, un déploiement redondant et régional est judicieux pour augmenter la disponibilité du système et le maintenir en fonctionnement en cas de panne. Pour des régions disposant d'une bonne surveillance terrestre, ce système est pour ainsi dire une superposition et une extension de la surveillance conventionnelle de l'espace aérien. Dans d'autres régions du monde, par exemple l'Afrique, les océans, sans surveillance au sol en service, on réalise ainsi pour la première fois un 8 système efficace de gestion de trafic et d'alerte anticollision. Mais dans chaque cas, une sécurité multiple et une disponibilité accrue sont tout à fait judicieuses. Même si actuellement les routes aériennes apparaissent exemptes de conflits, il est possible de détecter déjà très tôt des dérives à court terme au moyen par exemple de la prévision à l'aide des paramètres de pilotage. En particulier dans l'espace aérien très dense à proximité d'aéroports surchargés, le système conforme à l'invention peut contribuer à ce que des accidents puissent être évités. Ainsi, l'accident d'avion survenu le 1/7/2002 au-dessus d'Überlingen (Allemagne) aurait pu être très probablement évité avec le système conforme à l'invention, et même particulièrement, parce que les résultats de l'enquête sur l'accident ont montré que, en plus de la défaillance humaine, les systèmes de communication et de navigation étaient problématiques. Les systèmes de radar étaient en partie imprécis et un système efficace de détection de collision et d'alerte n'était pas disponible. Les systèmes anticollision TCAS installés dans les avions n'ont, comme cela a été mentionné plus haut, qu'une efficacité limitée (locale) et leurs instructions étaient dans ce cas en contradiction avec les instructions du contrôleur du trafic aérien. Contrairement à une communication d'avion à avion avec un système TCAS, l'espace aérien est observé dans sa totalité et avec plus de précision par le système conforme à l'invention. The system according to the invention can be implemented in an advantageous manner for both air navigation and maritime navigation and has in principle a similar structure. The essential difference, however, is that the airspace is three-dimensional while the sea surface is two-dimensional. In the system concerned, this has consequences for the number of transmitted spatial vector parameters and simplifies simulation and route prediction. However, critical time periods are much shorter in air navigation than in shipping. Subsequently, these two fields of application will no longer be differentiated, since, as already mentioned, the systems according to the invention have in principle the same structure. Existing warning systems, such as Short Term Conflict Alert (STCA) can be significantly improved by integrating the system according to the invention. The STCA system is based only on a relatively inaccurate radar measurement in conjunction with a short-term linear forecast of the air trajectory. But the present invention assumes the departure of very precise position indications of the satellite navigation system and additional measured values from the aircraft, such as attitude, acceleration and driving parameters. This allows not only linear forecasts, but also non-linear forecasts, such as short-term curves and medium-term routes. The planned computer simulation can thus model all the airspace and an expert system can deduce decisions on alerts. In connection with satellite navigation signals available worldwide and with a satellite communication network installed worldwide, an effective system for GATM (Global Air Traffic Management) is realized. In particular, sophisticated computer simulations and expert crash avoidance systems can be efficiently organized around the world. However, a redundant and regional deployment is wise to increase the availability of the system and keep it running in the event of a failure. For regions with good ground surveillance, this system is almost an overlay and extension of conventional airspace surveillance. In other regions of the world, for example Africa, the oceans, without ground surveillance in service, this is the first time an effective system for traffic management and collision avoidance. But in each case, multiple security and increased availability are quite appropriate. Although currently the air routes appear conflict-free, it is possible to detect very early drift in the short term by means of, for example, the forecast using the control parameters. In particular in the very dense airspace near overcrowded airports, the system according to the invention can contribute to that accidents can be avoided. Thus, the plane crash on 1/7/2002 over Überlingen (Germany) could very probably have been avoided with the system according to the invention, and even more particularly, because the results of the investigation of the accident showed that, in addition to human failure, the communication and navigation systems were problematic. Radar systems were partly inaccurate and an effective collision and warning system was not available. The TCAS collision avoidance systems installed in aircraft have, as mentioned above, only limited (local) efficiency and their instructions were in this case in contradiction with the instructions of the air traffic controller. In contrast to an aircraft airplane communication with a TCAS system, the airspace is observed in its entirety and more accurately by the system according to the invention.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est une représentation de principe d'un exemple de l'architecture complète ; la figure 2 est également une représentation de principe d'une architecture dans l'avion ; la figure 3 est un bloc de données standardisé avec des vecteurs de navigation ; la figure 4 est un bloc de données standardisé avec la valeur d'état de machine ; la figure 5 est une représentation de principe de l'architecture au sol y compris un système de simulation ; 9 la figure 6 est une représentation schématique d'une prévision de route non linéaire avec une prévision de collision, et la figure 7 est une représentation de principe de l'architecture d'une simulation de machine. Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the following description, made with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a basic representation of an example of the complete architecture ; Figure 2 is also a basic representation of an architecture in the aircraft; Figure 3 is a standardized data block with navigation vectors; Fig. 4 is a standardized data block with the machine state value; Figure 5 is a basic representation of the ground architecture including a simulation system; Fig. 6 is a schematic representation of a non-linear route prediction with a collision prediction, and Fig. 7 is a schematic representation of the architecture of a machine simulation.

Dans la représentation de principe d'une architecture complète sur la figure 1 est reproduit un avion 1 représenté schématiquement sur lequel sont fixées deux antennes 2, appelées antennes Satcom, et qui comporte un récepteur de navigation 3. Dans la partie supérieure de l'architecture reproduite sur la figure 1 sont représentés au total trois satellites de navigation 41 à 43 et cinq satellites de communication 51 à 55. La communication entre les satellites de communication 51 à 55 est signalée par des lignes pourvues de deux flèches, il en est de même pour la communication par exemple des premier et troisième satellites de communication 51 et 53 avec l'avion 1 par les antennes Satcom 2. Les satellites de navigation 41 à 43 sont en liaison permanente avec l'avion, ce qui est signalé par des lignes de tirets pourvues de deux flèches, les pointes des flèches indiquant le récepteur de navigation 3 installé dans l'avion 1. La communication entre l'avion et les trois stations 61 à 63 au sol de l'architecture schématique est signalée par une ligne, pourvue de flèches à ses deux extrémités et désignée par service de radionavigation aérienne. Les stations au sol 62 et 63 sont en liaison avec les troisième et cinquième satellites de communication 53 et 55, ce qui est à son tour signalé par des lignes pourvues de flèches. Les trois stations au sol 6j à 63 sont reliées entre elles par un réseau 7. Au réseau 7 est associé un système de simulation 8 dans lequel on peut introduire des données supplémentaires, provenant par exemple d'une surveillance par radar. In the basic representation of a complete architecture in FIG. 1 is reproduced an aircraft 1 shown schematically on which are fixed two antennas 2, called Satcom antennas, and which comprises a navigation receiver 3. In the upper part of the architecture reproduced in FIG. 1 are represented a total of three navigation satellites 41 to 43 and five communication satellites 51 to 55. The communication between the communication satellites 51 to 55 is indicated by lines provided with two arrows, the same is true for the communication for example of the first and third communication satellites 51 and 53 with the aircraft 1 by the Satcom 2 antennas. The navigation satellites 41 to 43 are in permanent connection with the aircraft, which is indicated by lines of communication. dashes provided with two arrows, the arrowheads indicating the navigation receiver 3 installed in the aircraft 1. Communication between the aircraft and the three Stations 61 to 63 on the ground of the schematic architecture is indicated by a line, provided with arrows at both ends and designated by aeronautical radionavigation service. The ground stations 62 and 63 are connected to the third and fifth communication satellites 53 and 55, which in turn is indicated by lines provided with arrows. The three ground stations 6j to 63 are interconnected by a network 7. The network 7 is associated with a simulation system 8 into which additional data can be introduced, for example from radar monitoring.

Sur la figure 2 est reproduit un exemple de réalisation d'une installation pour un avion. Les données des systèmes de navigation par satellite (Satl à Sat3) et les données d'autres appareils d'avionique 9, comme le transpondeur du radar, les système de navigation RF, TCAS, les mesures météorologiques etc., sont introduites dans Des appareils de commande de communication 11 (contrôleurs) par un réseau de liaison redondant 10. Là les blocs de données sont préparés et mis à disposition par un autre réseau de liaison redondant 12 à des fins de transmission dans le réseau de communication satellitaire ou au choix également par un service de radionavigation aérienne conventionnel (HF / HFDL, VHF / VDL). La redondance 10 est ici un critère important afin qu'un fonctionnement parfait soit garanti même en cas de panne d'un composant. Il est également possible de combiner plusieurs systèmes de navigation par satellite, comme GLONASS, GPS, Galileo, ou d'employer plusieurs systèmes de communication satellitaire, comme Inmarsat, Iridium. Des récepteurs de navigation peuvent en outre déterminer la position de l'avion dans l'espace avec des antennes multiples ( boussole satellite ), ce qui est une variante intéressante et une extension des boussoles magnétiques et des gyroscopes. Pour une GATM (Gestion mondiale du trafic aérien) dans le monde entier, les formats des données à transmettre doivent être standardisés. Conformément à l'invention, il est judicieux d'employer pour cela un bloc de données correspondant à l'exemple de réalisation illustré sur la figure 3, lequel présente un identificateur de l'avion ID, un horodatage, un vecteur de position POS(xi, x2, x3) (provenant du système GNSS), un vecteur de direction ou de position DIR(dt, d2, d3) (par boussole satellite et/ou gyroscope), un vecteur de vitesse VEL(vi, v2, v3), un vecteur de vitesse angulaire VELrot(w1, w2, W3), un vecteur d'accélération ACCtrans(al, a2, a3), un vecteur d'accélération angulaire ACCrot(wi, w2, w3), des réglages de contrôleur à une échelle normalisée, des informations sur un itinéraire prévu, par exemple une ligne polygonale, des données météorologiques comme le vent, la pluie etc. au moyen de capteurs, et d'autres données provenant par exemple d'un système TCAS. On sait comment ces données sont déterminées en détail, par exemple par des mesures au moyen de capteurs, par des calculs etc., et il n'est donc pas nécessaire de le préciser ici en détail. La connaissance sur la méthode de détermination et sur les précisions peut être prise en compte plus bas (plus tard) dans certaines circonstances à l'aide de l'ID de l'avion lors de la simulation. Une signature numérique cryptographique, qui doit garantir l'authenticité des données, est formée sur tout l'ensemble du bloc de données. De cette façon, on empêche ou on doit empêcher que des personnes malveillantes introduisent des données fausses dans le système intentionnellement et à des fins de sabotage. La signature peut être vérifiée au sol au moyen d'une infrastructure à clé publique (PKI : Public Key Infrastructure) qui est établie sur des certificats numériques X509. Des blocs de données falsifiés ne seront ensuite pas pris en compte, mais on déclenchera plutôt une alerte. 11 En plus de l'authenticité, la confidentialité des données de navigation est également importante, car les données peuvent être détournées dans des buts terroristes. Par conséquent, les blocs de données ne sont transmis qu'avec un codage puissant ou par des voies de communication codées. Plusieurs couches de sécurité sont judicieuses afin que les données ne puissent pas être vulnérables en cas de lacune dans le système de sécurité. On peut par exemple combiner un codage de la liaison satellite avec un codage indépendant des blocs de données. Il est possible que toutes les machines dans l'espace aérien ne soient pas équipées du système GNSS et de communication satellitaire, par exemple des avions anciens, des avions de tourisme ou des hélicoptères. Egalement le trafic aérien militaire n'est pas non plus obligatoirement concerné par cela. Il est donc judicieux d'intégrer également dans le système les données issues de la surveillance par radar conventionnelle. Les objets volants supplémentaires ne sont certes pas aussi bien modélisés que ceux avec les blocs de données complets, mais ils peuvent être pris en compte au moins pour la prévision des collisions. Pour les compagnies aériennes et les équipes de maintenance, il est avantageux de transmettre également des caractéristiques ou données machine de l'avion en plus des données de navigation. La figure 4 reproduit un exemple de réalisation avec l'ID de l'avion, l'horodatage, le type d'avion/numéro de série, le bloc de données machine ainsi que d'autres messages d'alerte. La figure 5 montre un exemple de réalisation pour une architecture au sol y compris un réseau de simulation. Les blocs de données avec les vecteurs de navigation sont transmis par le réseau de communication satellitaire et ainsi reliés aux réseaux terrestres dans une banque de données en temps réel (bloc 13) destinée à des données sur la position de l'avion et des données d'état. Ces données forment la base d'une simulation par ordinateur qui représente, pour ainsi dire, une image de simulation de l'espace aérien (bloc 14). Il s'agit des données de la surveillance aérienne conventionnelle ainsi que des systèmes radar terrestres (bloc 15), lesquelles comprennent également des objets volants qui n'ont pas signalé leur position ni leur existence par GNSS/satellite. Les constellations à venir sont calculées à l'avance à partir de l'état instantané à l'aide des blocs de données. En tenant compte des données d'état, des vecteurs de modification, des réglages des régulateurs, de l'itinéraire aérien prévu, des données météorologiques et des calculs aérodynamiques (typiques à l'avion), on peut établir une prévision très précise à court terme. La prévision a lieu en tenant compte de la situation atmosphérique locale (vent), du comportement aérodynamique de l'avion (spécifique au type d'avion), du pilotage de l'avion (vecteur standardisé de paramètres), des mesures de position, de vitesse et d'accélération et de l'itinéraire aérien probable enregistré. Ces données permettent également de calculer des itinéraires aériens probables à long terme, même avec une résolution plus approximative. II est prévu en plus un système expert (bloc 16) afin de prévoir d'éventuels conflits, collisions et dérives d'itinéraire, lequel système émettra le cas échéant une alerte dans le réseau 17. Une telle alerte peut comprendre des communications d'état et d'alerte à des systèmes conventionnels de surveillance de l'espace aérien, à un gestionnaire de conflit et aux pilotes concernés. La figure 6 montre par exemple une telle prévision non linéaire. On peut y remarquer la différence avec une simple prévision linéaire à l'aide d'une directionmomentanée du vol. La direction momentanée du vol peut représenter ici une situation exempte de collision. Mais selon la présente invention, il est déjà possible de prévoir une éventuelle collision qui résulte seulement des vecteurs d'accélération et du réglage transmis du contrôleur. Un système expert 16 (figure 5) au sein de la simulation par ordinateur peut analyser automatiquement de telles situations critiques et avertir les pilotes ainsi que des contrôleurs du trafic aérien formés spécialement. Des manoeuvres correctrices sont ainsi possibles beaucoup plus tôt et prises dans un but précis. Les itinéraires prévus enregistrés de toutes les machines concernées peuvent en outre livrer d'autres informations au système expert pour l'assister dans sa prise de décision. In Figure 2 is reproduced an exemplary embodiment of an installation for an aircraft. Data from satellite navigation systems (Satl to Sat3) and data from other avionics devices 9, such as radar transponder, RF navigation system, TCAS, meteorological measurements, etc., are introduced in Devices. The data blocks are prepared and made available by another redundant link network 12 for transmission purposes in the satellite communication network or alternatively as desired. by a conventional aeronautical radionavigation service (HF / HFDL, VHF / VDL). Redundancy 10 is an important criterion here, so that perfect operation is guaranteed even in the event of a component failure. It is also possible to combine several satellite navigation systems, such as GLONASS, GPS, Galileo, or to use several satellite communication systems, such as Inmarsat, Iridium. Navigation receivers can further determine the position of the aircraft in space with multiple antennas (satellite compass), which is an interesting variant and an extension of magnetic compasses and gyroscopes. For a GATM (Global Air Traffic Management) worldwide, the formats of the data to be transmitted must be standardized. According to the invention, it is advisable to use for this purpose a data block corresponding to the exemplary embodiment illustrated in FIG. 3, which has an ID of the airplane ID, a time stamp, a POS position vector (FIG. xi, x2, x3) (from the GNSS system), a vector of direction or position DIR (dt, d2, d3) (by satellite compass and / or gyroscope), a velocity vector VEL (vi, v2, v3) , an angular velocity vector VELrot (w1, w2, W3), an acceleration vector ACCtrans (a1, a2, a3), an angular acceleration vector ACCrot (w1, w2, w3), controller settings at one normalized scale, information on a planned route, for example a polygonal line, weather data such as wind, rain etc. sensors, and other data from, for example, a TCAS system. It is known how these data are determined in detail, for example by measurements by means of sensors, by calculations etc., and it is therefore not necessary to specify it here in detail. Knowledge about the determination method and details can be taken into account later (later) under certain circumstances using the aircraft ID during the simulation. A cryptographic digital signature, which must guarantee the authenticity of the data, is formed over the entire data block. In this way, we prevent or prevent malicious people from entering false data into the system intentionally and for the purpose of sabotage. The signature can be verified on the ground using a public key infrastructure (PKI) which is established on X509 digital certificates. Falsified data blocks will then not be taken into account, but an alert will be triggered instead. In addition to authenticity, the confidentiality of navigation data is also important because data can be diverted for terrorist purposes. Therefore, the data blocks are only transmitted with strong coding or via coded communication channels. Multiple layers of security are appropriate so that data can not be vulnerable in the event of gaps in the security system. For example, a coding of the satellite link can be combined with coding independent of the data blocks. It is possible that not all machines in the airspace are equipped with GNSS and satellite communications, such as old aircraft, passenger aircraft or helicopters. Also military air traffic is not necessarily affected by this. It is therefore wise to integrate the data from conventional radar surveillance into the system as well. While additional flying objects are not as well modeled as those with full data blocks, they can be considered at least for collision prediction. For the airlines and the maintenance teams, it is advantageous to also transmit characteristics or machine data of the aircraft in addition to the navigation data. Figure 4 shows an example of implementation with the aircraft ID, time stamp, type of aircraft / serial number, machine data block and other alert messages. FIG. 5 shows an exemplary embodiment for a ground architecture including a simulation network. The data blocks with the navigation vectors are transmitted by the satellite communication network and thus connected to the terrestrial networks in a real-time database (block 13) for data on the position of the aircraft and data of the aircraft. 'state. These data form the basis of a computer simulation that represents, so to speak, a simulation image of the airspace (block 14). These are conventional aerial surveillance data as well as terrestrial radar systems (block 15), which also include flying objects that have not reported their position or existence by GNSS / satellite. Future constellations are calculated in advance from the instantaneous state using the data blocks. Taking into account the state data, the modification vectors, the regulator settings, the planned air route, the meteorological data and the aerodynamic calculations (typical to the aircraft), a very accurate forecast can be established in the short term. term. The forecast takes into account the local atmospheric situation (wind), the aerodynamic behavior of the aircraft (specific to the type of aircraft), the piloting of the airplane (standardized vector of parameters), position measurements, speed and acceleration and the probable aerial route recorded. These data also make it possible to calculate probable long-term air routes, even with a more approximate resolution. In addition, an expert system (block 16) is provided to predict possible conflicts, collisions and drifts of the route, which system will issue an alert, if any, in the network 17. Such an alert may include state communications. and alert to conventional airspace surveillance systems, a conflict manager and relevant pilots. For example, Figure 6 shows such a non-linear prediction. We can notice the difference with a simple linear prediction using a direction of the flight. The momentary direction of flight may represent a collision-free situation here. However, according to the present invention, it is already possible to predict a possible collision which results only from the acceleration vectors and from the controller's transmitted setting. An expert system 16 (Figure 5) within the computer simulation can automatically analyze such critical situations and warn pilots as well as specially trained air traffic controllers. Corrective maneuvers are thus possible much earlier and taken for a specific purpose. The planned planned routes of all the machines concerned can furthermore provide other information to the expert system to assist it in its decision-making.

Une autre fonction exécutable conformément à l'invention est celle d'un enregistreur de données de vol (boîte noire) assisté par le réseau. Avec les données de position et d'accélération collectées, il est possible de reconstruire très précisément une situation d'accident et les équipes de secours peuvent recevoir un message indiquant la position très précise du lieu de l'accident. Souvent, une situation d'accident est déjà prévisible dans une certaine période, souvent courte. On peut alors raccourcir les écarts temporels au cours desquels sont transmis les vecteurs de navigation par satellite. 13 Des zones interdites de vol peuvent être contrôlées encore plus efficacement avec ce système. Des alertes peuvent être émises automatiquement à l'aide de la prévision, encore avant que les zones interdites ne soient absolument atteintes. Le système conforme à l'invention peut détecter plus tôt des collisions au sol et contre des montagnes (controlled flight into terrain - impacts sans perte de contrôle) et peut ainsi les éviter. Avec un modèle dynamique d'avion, des données du terrain et des informations sur les actions de pilotage, de telles situations peuvent être prévues beaucoup plus tôt qu'avec des prévisions purement linéaires et des mesures d'altitude. Another executable function according to the invention is that of a flight data recorder (black box) assisted by the network. With the position and acceleration data collected, it is possible to reconstruct an accident situation very accurately and the rescue teams can receive a message indicating the very precise location of the accident site. Often, an accident situation is already predictable in a certain period, often short. It is then possible to shorten the time differences during which the satellite navigation vectors are transmitted. 13 No-fly zones can be controlled even more effectively with this system. Alerts can be issued automatically with the help of the prediction, even before the forbidden zones are absolutely reached. The system according to the invention can detect earlier collisions on the ground and against mountains (controlled flight into terrain - impacts without loss of control) and can avoid them. With a dynamic aircraft model, terrain data and information on flight actions, such situations can be predicted much earlier than with purely linear forecasts and altitude measurements.

Avec le système de communication satellitaire installé, il est possible également de transmettre un bloc de données spécifiques à la machine en plus des données de navigation. L'exemple de réalisation sur la figure 4 montre comment un tel bloc de données standardisé peut se présenter. En plus de l'ID de l'avion et de l'horodatage, la désignation exacte du type de l'avion et un numéro de série sont intéressants, ainsi qu'un bloc de données d'état spécifiques à la machine, des messages d'alerte et finalement une signature numérique cryptographique pour la sécurité contre des falsifications. La figure 7 représente un exemple de réalisation pour une analyse automatisée des données de machine. Les valeurs collectées de la machine permettent d'effectuer une simulation par ordinateur qui modélise en temps réel l'avion et ses sous-systèmes. Le comportement dynamique du système peut ainsi être surveillé et un système expert peut détecter à temps un éventuel comportement erroné. Bien que les systèmes embarqués de l'avion détectent ou doivent détecter déjà automatiquement des cas de défaillances importants, cela apporte une grande aide supplémentaire au moins pour assister des installations sophistiquées au sol. Ici des analyses beaucoup plus complexes peuvent en plus être exécutées sur des ordinateurs puissants. Cela soulage en plus le pilote qui n'a pas beaucoup de temps pendant le vol pour procéder à des analyses techniques difficiles. Des experts pour chaque type spécial d'avion peuvent mieux traiter des situations critiques avec une équipe au sol. En plus, les trajets d'informations sont fortement accélérés lorsque la compagnie aérienne reçoit la communication automatisée de messages, tels que par exemple perte accrue de carburant . Avec un tel système, on peut éviter sûrement vers atterrissages de secours qui sont le 14 résultat de calculs erronés de la quantité de carburant, comme par exemple en juillet 2000 à Vienne ; dans ce cas, le calcul erroné par les pilotes de la quantité de carburant a abouti à un atterrissage sur le ventre provoquant des dégâts irréparables à l'avion. Avec la simulation au sol prévue, un tel atterrissage aurait été évité. Jusqu'à présent on a traité principalement le trafic aérien. Pareillement, le même système et les installations identiques peuvent également être d'une grande utilité pour la navigation maritime. Dans ce cas, un tel système peut également détecter à temps des avaries imminentes et les empêcher. En outre, on peut détecter automatiquement si un navire traverse des zones de navigation dangereuses ou met le cap sur de telles zones, par exemple sur des récifs, des bancs de sable etc. Une compagnie maritime peut utiliser également et simultanément les données de navigation pour gérer sa propre flotte et analyser de manière centralisée les données machines. With the satellite communication system installed, it is also possible to transmit a block of data specific to the machine in addition to the navigation data. The exemplary embodiment in FIG. 4 shows how such a standardized data block can occur. In addition to the aircraft ID and time stamp, the exact aircraft type designation and a serial number are interesting, as well as a machine-specific status data block, messages alert and finally a cryptographic digital signature for security against forgery. Figure 7 shows an exemplary embodiment for automated analysis of machine data. The values collected from the machine make it possible to perform a computer simulation that models the aircraft and its subsystems in real time. The dynamic behavior of the system can thus be monitored and an expert system can detect any erroneous behavior in time. Although the aircraft's on-board systems already detect or need to automatically detect significant failures, this provides a great deal of additional help at least to assist sophisticated ground-based installations. Here, much more complex analyzes can be performed on powerful computers. This also relieves the pilot who does not have much time during the flight to perform difficult technical analysis. Experts for each special type of plane can better deal with critical situations with a ground crew. In addition, the information paths are greatly accelerated when the airline receives the automated communication of messages, such as for example increased loss of fuel. With such a system, it is possible to avoid emergency landings which are the result of erroneous calculations of the quantity of fuel, as for example in July 2000 in Vienna; in this case, the erroneous calculation by the pilots of the quantity of fuel resulted in a landing on the belly causing irreparable damage to the aircraft. With the planned ground simulation, such a landing would have been avoided. So far we have mainly dealt with air traffic. Similarly, the same system and identical facilities can also be of great use for shipping. In this case, such a system can also detect looming damage in time and prevent it. In addition, it is possible to detect automatically whether a ship is crossing dangerous navigation zones or is heading for such areas, for example on reefs, sandbanks, etc. A shipping company can also use navigation data simultaneously to manage its own fleet and centrally analyze machine data.

Des modifications par rapport au système pour la navigation aérienne se présentent avant tout dans le modèle spatial. Ici, seules deux dimensions sont nécessaires sur la surface des mers au lieu des trois dimensions dans l'espace aérien. Les conditions marginales temporelles sont en plus moins critiques, puisque les véhicules/navires ont une vitesse bien plus faible que les aéronefs. Par principe, le système conforme à l'invention peut ainsi être mis en oeuvre pour la navigation aérienne et la navigation maritime. Finalement, on constate encore une fois qu'avec le système assisté par satellite pour l'alerte anticollision et pour la gestion du trafic - se basant sur un système de navigation par satellite, un système de communication satellitaire, une simulation par ordinateur et un système expert - tous les véhicules d'un mode de transport sont saisis et leurs itinéraires simulés. Pour cela, à l'aide d'une transmission de données d'état, de modification et de pilotage, il est possible d'estimer des itinéraires non seulement linéaires mais également de calculer à l'avance des courbes non linéaires d'une manière relativement précise. Cela permet d'émettre des alertes anticollisions beaucoup plus précises. De même, il est possible de transmettre simultanément des données machine qui permettent un diagnostic d'erreur complexe avec assistance au sol. Changes to the system for air navigation appear primarily in the spatial model. Here, only two dimensions are needed on the surface of the seas instead of the three dimensions in the airspace. Marginal time conditions are also less critical, since vehicles / ships have a much lower speed than aircraft. In principle, the system according to the invention can thus be implemented for air navigation and maritime navigation. Finally, we can see again that with the satellite-assisted system for collision warning and traffic management - based on a satellite navigation system, a satellite communication system, a computer simulation and a system expert - all the vehicles of a mode of transport are seized and their simulated routes. For this purpose, using state, modification and control data transmission, it is possible to estimate not only linear routes but also to calculate nonlinear curves in advance in a relatively accurate. This makes it possible to issue much more precise anti-collision alerts. Similarly, it is possible to simultaneously transmit machine data that allows a complex error diagnosis with ground assistance.

15 Sur la base de simulations, des systèmes experts peuvent détecter automatiquement des états défectueux et des situations dangereuses, éventuellement beaucoup plus tôt que des observateurs humains. Des alertes sont également générées automatiquement de manière telle que les centres de contrôle au sol puissent réagir à ces alertes relativement rapidement et globalement. L'utilisation du système, qui offre une nouvelle qualité pour la gestion du trafic et la prédiction de collision et qui peut être mis en oeuvre de manière rentable aussi bien pour la navigation aérienne que pour la navigation maritime, présente d'un côté une sécurité accrue et d'un autre côté également des avantages économiques en ce que le système optimise la maintenance et réduit les coûts d'accident.On the basis of simulations, expert systems can automatically detect faulty states and dangerous situations, possibly much earlier than human observers. Alerts are also generated automatically so that ground control centers can respond to these alerts relatively quickly and globally. The use of the system, which offers a new quality for traffic management and collision prediction and which can be implemented cost-effectively for both air navigation and maritime navigation, presents on the one hand a safety on the other hand also economic benefits in that the system optimizes maintenance and reduces accident costs.

Claims

1. Satellite-assisted system for collision warning and traffic management of vehicles, such as aircraft, characterized in that in an aircraft, by means of a satellite navigation system (41 to 43) are transmitted position vectors as well as other state, modification and control vectors by a secure satellite communication system (5 1 to 55) to a ground-based computer simulation system (8) including a system expert (16), from which all air trajectories are entered and calculated in advance for a certain period of time.

2. System according to claim 1, characterized in that, for the assistance of the system by additional radar measurements, new detected flying objects are integrated in the computer simulation system (8) with their identification vectors, position and speed, and whose position is verified by means of the satellite communication system (51 to 55) of the known flying objects.

3. System according to one of claims 1 or 2, characterized in that, to extend the system, a data block with machine data of the aircraft is further transmitted, so that failure states on the aircraft are detected in time on the ground using a computer simulation specific to the type of aircraft, that the airline is notified and / or that intervention instructions are provided.

System according to one of the preceding claims, characterized in that, for the authorized surveillance of airspace or hazardous area violations, the simulation of the airspace is compared to a digital terrestrial map and to the zones. marked on it.

System according to one of the preceding claims, characterized in that, in the event of an accident, damage or collision, an accident situation can be reconstructed in detail using the navigation data blocks and machine data transmitted by a flight data recorder centered in the network (black box) and / or an accident position indicator, and the location of the accident is indicated automatically and very accurately.

6. A system for alerting collisions of vehicles, such as ships, and of fleet traffic management, characterized in that, in a ship, are transmitted by means of a satellite navigation system (41 to 43 ) determined position vectors as well as other state, modification and control vectors by a secure satellite communication system (51 to 55) to a computer simulation system (8) including an expert system, from from which all routes and routes are entered and calculated in advance for a certain period of time.