FR2898686A1

FR2898686A1 - Equipement pour aeronef de prevention des risques d'abordage

Info

Publication number: FR2898686A1
Application number: FR0602212A
Authority: FR
Inventors: Francois Coulmeau
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2006-03-14
Filing date: 2006-03-14
Publication date: 2007-09-21
Anticipated expiration: 2026-03-14
Also published as: US20070222666A1; US7492307B2; FR2898686B1

Abstract

Cet équipement est du genre TCAS. Pour améliorer son intégrité et la fiabilité de ses mesures, son unité de calcul (140) est pourvue d'une fonction de recoupement effectuant la comparaison entre deux valeurs d'une même grandeur, par exemple une distance relative par rapport un intrus (2), l'une élaborée par ses propres moyens d'estimation et l'autre communiquée par un autre équipement TFAC embarqué sur l'aéronef intrus (2) et engendrant une alarme de discordance en cas de dépassement d'un seuil de tolérance par l'écart constaté. L'unité de calcul 140 est également pourvue de moyens de repérage de panne situant l'aéronef dont le TFAC est en défaut lorsque l'on est en présence de plusieurs aéronefs intrus, par étude des écarts constatés au sein de couples de deux valeurs d'une même grandeur établis pour chaque aéronef intrus.

Description

EQUIPEMENT POUR AERONEF DE PREVENTION DES RISQUES D'ABORDAGE La présente

invention concerne l'avionique et, plus particulièrement, les systèmes de gestion du vol et les systèmes d'évitement des collisions en vol.

Le TCAS (acronyme de l'expression anglo-saxonne :" Traffic alert and Collision Avoidance System") est un équipement embarqué servant à avertir un équipage d'un risque d'abordage en vol d'un autre aéronef et à lui donner à temps, les informations nécessaires pour réaliser une manoeuvre d'évitement. La nécessité d'un tel équipement est apparue dans les années 1950, mais a mis plusieurs décennies pour arriver à maturité dans le civil. Le TCAS sous sa forme actuel date des années 1980 et répond à des normes ACAS établies par l'Organisation de l'Aviation civile Internationale OACI et à des réglementations de la FAA (organisme gouvernemental chargé de la régulation et du contrôle de l'aviation civile aux Etats Unis d'Amérique). II met à contribution les transpondeurs SSR (acronyme de l'expression anglo-saxonne :"Secondary Surveillance Radar") embarqués répondant aux interrogations des radars secondaires de surveillance disposés au sol pour un contrôle coopératif du trafic aérien. Ces transpondeurs SSR dont l'usage a été rendu obligatoire pour tout aéronef d'un certain poids ou d'une certaine capacité (15 tonnes ou 30 sièges pour la FAA, 5,7 tonnes ou 19 sièges pour l'OACI) correspondent à un usage civil des systèmes d'identification ami/ennemi IFF (acronyme de l'expression anglo-saxonne :"Identification Friend or Foe") apparus lors de la deuxième guerre mondiale. Le TCAS consiste en un interrogateur SSR associé à une unité de calcul. L'interrogateur SSR embarqué interroge les transpondeurs SSR embarqués à bord des autres aéronefs évoluant dans le voisinage, tandis que l'unité de calcul situe les positions relatives des aéronefs renvoyant des réponses, en gisement grâce aux propriétés directionnelles du système d'antennes de réception de l'interrogateur SSR et en distance à partir des délais constatés des réponses. Il existe plusieurs versions de TCAS. La première version, le TCAS I, répond à la norme ACAS I de l'OACI. Elle est équipée d'un interrogateur SSR fonctionnant en mode C, c'est-à-dire adaptée à des transpondeur SSR ne répondant que par un identifiant et une information d'altitude. Elle ne fournit que des avis de trafic TA (indications de cap et de distance sur un écran). La deuxième version, le TCAS Il, répond à la norme ACAS Il de l'OACI. Elle est équipée d'un interrogateur SSR fonctionnant en mode S, c'est-à-dire adaptée à un transpondeur SSR plus évolué, à réponse à la fois plus sélective et plus riche en informations que le mode C puisqu'elle contient une immatriculation et supporte une transmission de données. La deuxième version TCAS Il reste compatible avec le mode C. Elle fournit des avis de trafic TA, des avis de résolution de risque d'abordage RA uniquement dans le plan vertical grâce à une logique anti-abordage effectuant des poursuites de cibles en distance relative, gisement relatif et altitude retournées dans les réponses en modes C et S, et des interrogations de coordination durant toute la durée d'un avis de résolution RA assurant la compatibilité entre les manoeuvres d'évitement des deux aéronefs concernés. C'est la version actuellement en usage. Une troisième version, le TCAS III, répondant à la norme ACAS III de l'OACI est prévue pour le futur. C'est une évolution du TCAS Il, délivrant des avis de résolution de risque de collision dans les plans horizontal et vertical. Les équipements TCAS étant généralisés à bord des aéronefs dès qu'ils dépassent une petite capacité de transport, il est envisagé de les utiliser pour réduire les distances de séparation sur les routes transocéaniques ou lors des décollages aux instruments ainsi que pour établir et maintenir les intervalles entre aéronefs au moment des approches finales.

Etant donnée la généralisation de la présence de récepteur de positionnement par satellites à bord des aéronefs, il est aussi envisagé d'utiliser la capacité du mode S à transmettre des données pour faire communiquer par l'équipement TCAS du bord, la position GPS de l'aéronef à tout interrogateur SSR et notamment à un centre de contrôle du trafic aérien, ce qui présente de l'intérêt pour les vols transocéaniques. En revenant aux vols transocéaniques, la connaissance qu'à un aéronef de sa localisation géographique courante peut être assez imprécise, du fait d'une indisponibilité de son système de positionnement par satellites, de pannes de senseurs, de dérive de la centrale à inertie ou des algorithmes d'hybridation centrale à inertie/GPS. Ainsi, un aéronef suivant une route transocéanique peut voir sa position estimée dériver de façon importante par rapport à sa position réelle. Comme il est rarement seul sur une route transocéanique, ;sa sécurité repose alors entièrement sur son équipement TCAS qui surveille sa position relative par rapport aux aéronefs évoluant dans son voisinage. L'intégrité du TCAS et la fiabilité de ses mesures deviennent alors des paramètres prépondérants. La présente invention a pour but d'améliorer l'intégrité d'un équipement TCAS et la fiabilité de ses mesures par comparaison des mesures de même nature effectuées par les équipements TCAS répondant à 1 o ses interrogations. Elle a pour objet un équipement, pour aéronef, de prévision des risques d'abordage comportant un transpondeur SSR de radar secondaire de surveillance supportant une voie de transmission de données, un interrogateur SSR adapté à un transpondeur SSR et une unité de calcul 15 pourvue de moyens de gestion du transpondeur SSR et de l'interrogateur SSR, de moyens d'estimations des distances et gisements relatifs des aéronefs répondant aux sollicitations de l'interrogateur SSR, de moyens de spécification de requêtes pour l'interrogateur SSR spécifiant des requêtes de communication de distance relative estimée et/ou de gisement relatif estimé, 20 de moyens de spécification de réponse du transpondeur SSR permettant, sur requête d'un interrogateur SSR d'un autre aéronef évoluant dans le voisinage, d'inclure dans la réponse faite par le transpondeur SSR de l'aéronef, une valeur de sa distance relative et/ou de gisement relatif fournie par les moyens d'estimation, lesdites requêtes et réponses spécifiques étant 25 acheminées par la voie de transmission de données, des moyens de vérification de concordance entre la valeur de distance relative et/ou de gisement relatif d'un aéronef fournie par les moyens d'estimation et la valeur de distance relative et/ou de gisement relatif communiquée par cet aéronef au moyen de son transpondeur SSR et des moyens d'alarme de discordance 30 déclenchés en cas de discordance détectée par les moyens de vérification. Avantageusement, les moyens de vérification de concordance opèrent sur les distances obliques. Avantageusement, les moyens de spécification de requêtes pour l'interrogateur SSR spécifient des requêtes de communication de distance 35 relative estimée et de gisement relatif estimé ; les moyens de spécification de réponse du transpondeur SSR permettent, sur requête d'un interrogateur SSR d'un autre aéronef évoluant dans le voisinage, d'inclure dans la réponse faite par le transpondeur SSR de l'aéronef, les valeurs de sa distance relative et du gisement relatif fournis par les moyens d'estimation ; et les moyens de vérification de concordances opèrent à la fois sur les valeurs de distance relative et sur les valeurs de gisement, rapportées à un même référentiel, concernant un même aéronef Avantageusement, les moyens de spécification de requêtes pour l'interrogateur SSR élaborent à chaque déclenchement des moyens d'alarme de discordance, une requête de vigilance relayée par l'interrogateur SSR, communiquant l'alarme avec l'immatriculation de l'aéronef qui en est à la source. Avantageusement, l'unité de calcul comporte également des moyens de repérage de panne situant l'équipement de prévision de risque de collision en vol en défaut lorsqu'il y a dans le voisinage plus de deux aéronefs qui répondent à l'interrogateur SSR et qui sont pourvus d'équipements de prévision des risques de collision de vol échangeant leurs alarmes de discordance par la voie de transmission de données. Avantageusement, les moyens de repérage de panne opèrent leur 20 repérage par vote majoritaire. Avantageusement, les moyens de spécification des réponses du transpondeur SSR accouplent à chaque estimation de distance relative et/ou de gisement relatif communiquée, les immatriculations des aéronefs concernés. 25 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple. Cette description sera faite en regard du dessin dans lequel : - une figure 1 est un schéma de présentation du système TCAS et 30 de son imbrication avec un système coopératif de surveillance du trafic aérien basé sur des radars secondaires de surveillance SSR répartis au sol, et - des figures 2a et 2b sont des vues de dessus et de profil montrant les volumes de protection d'un système TCAS classique et les 35 distances relatives dont les mesures combinées avec celles des gisements et avec des informations d'altitude communiquées par les aéronefs évoluant dans le voisinage du porteur permettent à un système TCAS classique de détecter et de résoudre les risques d'abordage et qui sont également utilisées dans un équipement TCAS selon l'invention pour faire des recoupements permettant de s'assurer de l'intégrité du système TCAS et de la fiabilité de ses mesures.

Comme rappelé sur la figure 1, la surveillance du trafic aérien depuis le sol s'effectue de deux manières complémentaires : une manière io non coopérative au moyen de radars de surveillance primaire PSR (acronyme de l'expression anglo-saxonne :"Primary Surveillance radar") et une manière coopérative au moyen de radars secondaires de surveillance SSR (acronyme de l'expression anglo-saxonne :"Secondary Surveillance Radar"). 15 Les radars primaires de surveillance PSR situent les objets volants par les échos qu'ils retournent lorsqu'ils sont illuminés par une impulsion hyperfréquence provenant d'un faisceau directif balayant l'espace aérien. Certains assurent une détermination de la position en 2D (distance et azimut), d'autres en 3D (distance, azimut et site). Ils permettent la 20 détermination des trajectoires des aéronefs par une technique de poursuite de cible consistant à suivre les positions successives détectées pour un même objet. L'analyse des trajectoires obtenues permet aux contrôleurs aériens de surveiller et de prévenir les risques de collision des aéronefs avec le sol et les risques d'abordage entre aéronefs sans nécessité de 25 coopération des aéronefs et par conséquent en faisant abstraction du niveau d'équipements de ceux-ci, à la condition cependant qu'ils soient détectables ou qu'ils aient été rendus détectables par la présence d'un réflecteur radar. Les radars de surveillance secondaire SSR envoient des trains d'impulsions hyperfréquences codées d'interrogation auxquels les aéronefs 30 évoluant à proximité répondent par d'autres trains d'impulsions hyperfréquences codées à l'aide d'un équipement embarqué, automatique et spécifique : "le transpondeur SSR". Les interrogations se font à la fréquence de 1.030 MHz et les réponses à 1.090 MHz selon différents modes dits A, C ou S. Le récepteur du radar SSR est capable de donner la distance relative 35 par mesure du temps séparant une interrogation d'une réponse et le gisement du transpondeur SSR à l'origine de la réponse grâce aux directivités de ses antennes d'émission et de réception. D'autres informations sont contenues dans la réponse du transpondeur SSR d'un aéronef comme, en mode A, un identifiant, en mode C un identifiant et l'altitude pression, et en mode S, qui supporte une voie de transmission de données, une immatriculation accompagnée de n'importe quelle donnée de vol. Les radars de surveillance secondaire SSR permettent, comme les radars primaires de surveillance PSR, la détermination des trajectoires des aéronefs par des techniques de poursuite de cible, ici en distance, en azimut et en altitude et par conséquent la prévention depuis le sol des risques d'abordage entre aéronefs et des risques de collision avec le sol pris par les aéronefs. Ils ont l'avantage par rapport aux radars primaires de surveillance PSR de ne pas être tributaires de leur sensibilité mais ils nécessitent la coopération des aéronefs évoluant dans leur voisinage.

Comme montré à la figure 1, les antennes des radars primaires de surveillance PSR et secondaires de surveillance SSR sont souvent montées sur une même structure tournante placée au sol à proximité ou en liaison avec un centre de contrôle du trafic aérien. En ce qui concerne les risques d'abordage en vol, il a d'abord été proposé des systèmes au sol, à la disposition des contrôleurs aériens, évaluant les risques d'abordage par des analyses automatiques des trajectoires déduites des informations fournies par les radars primaire PSR et secondaire SSR de surveillance, tels que par exemple le système dit ATCRBS (acronyme de l'expression anglo-saxonne :"Air Traffic Control Radar Beacon System") mis en oeuvre aux Etats-Unis d'Amériques. Puis, dans les années 1960, il est apparu la nécessité de compléter cette prévention effectuée depuis le sol par les contrôleurs du trafic aérien, par une prévention effectuée à bord des aéronefs par des systèmes autonomes embarqués. Pour répondre à ce besoin, il a été proposé, dans les années 1970, de disposer à bord des aéronefs un interrogateur SSR capable d'interroger les transpondeurs SSR embarqués à bord des aéronefs évoluant dans leurs voisinages et de lui associer une logique anti-abordage capable d'en exploiter les réponses, proposition qui est à l'origine des systèmes TCAS.

Comme montré à la figure 1, un système TCAS 10 embarqué à bord d'un aéronef partage avec le système coopératif de surveillance par radars SSR un transpondeur SSR 100 équipé d'antennes omnidirectionnelles 110 afin de répondre à des interrogations en provenance de n'importe quel gisement et comporte : - un interrogateur SSR 120 équipé d'antennes émettrices et réceptrices 130 ayant en réception des propriétés directionnelles lui permettant de repérer en gisement la direction de provenance d'une réponse, - un calculateur 140 assurant la gestion du transpondeur SSR 100 et de l'interrogateur SSR 120 ainsi que le traitement anti-abordage à partir des informations tirées des réponses obtenues provenant des transpondeurs SSR des aéronefs évoluant dans le voisinage, et - un afficheur ou générateur d'alarmes 150 délivrant à l'équipage 15 des informations de trafic et éventuellement des consignes de résolution de conflit d'abordage. Sur la figure 1, deux aéronefs 1 et 2 équipés de transpondeurs SSR et de systèmes TCAS évoluent au voisinage l'un de l'autre et d'une station de contrôle du trafic aérien 11 équipée de radars primaire PSR et 20 secondaire SSR. Ils répondent aux interrogations du radar secondaire SSR, s'interrogent mutuellement et analysent les réponses faites par l'autre à la fois à leurs propres interrogations et à celles du radar secondaire SSR. Comme montré sur la figure 2, le système TCAS d'un aéronef 1 situe les aéronefs 2, 3 évoluant dans un voisinage proche par rapport à trois 25 volumes entourant l'aéronef : - un premier volume 12 lié à l'aéronef 1 correspondant aux positions d'un intrus justifiant un avis de résolution RA d'un risque d'abordage dans un délai de l'ordre de 25 secondes. Ce volume 12 d'avis de résolution s'étend sur environ 2,1 miles nautiques au-devant de l'aéronef et 30 +/- 850 pieds au-dessus et en dessous, - un deuxième volume 13 plus vaste entourant le premier volume 12 d'avis de résolution RA, correspondant aux positions d'un intrus justifiant un avis de trafic TA en raison d'un risque d'abordage dans un délai de l'ordre de 30 secondes. Ce volume 13 d'avis de trafic s'étend sur environ 3,1 miles 35 au-devant de l'aéronef et +/- 1200 pieds au-dessus ou au-dessous, et. - un troisième volume 14 encore plus vaste de surveillance entourant les volumes 12 d'avis de résolution RA et 13 d'avis de trafic TA et correspondant au volume de portée d'un système de transmission constitué d'un interrogateur SSR et d'un transpondeur SSR. Ce volume 14 de portée de transmission, qui dépend du diagramme de rayonnement des antennes de l'interrogateur SSR et des puissances émises, s'étend sur 14 à 30 miles nautiques au-devant de l'aéronef et +/- 10.000 pieds au-dessus ou au-dessous. Le système TCAS détermine les positions relatives des aéronefs évoluant dans le voisinage à partir de leurs distances obliques relatives mesurées par l'intermédiaire des délais de réponse de leurs transpondeurs SSR, de leurs gisements relatifs assimilés aux directions de provenance des réponses de leurs transpondeurs SSR et de leurs altitudes pression communiquées dans les réponses de leurs transpondeurs SSR. A partir des déterminations de positions relatives successives effectuées avec une périodicité de l'ordre de la seconde ou plus, il estime les trajectoires et vitesses relatives des aéronefs évoluant dans le voisinage et en déduit les positions relatives des points de rapprochement maximal CPA (acronyme de l'expression anglo-saxonne :"Closest Point of Approch") de ces trajectoires.

Si ces points CPA pénètrent dans un volume de protection s'étendant autour de la trajectoire de l'aéronef de +1- 1200 pieds en vertical et de 0,1 à 1 mile nautique en latéral pour un avis de trafic TA et +1- 300 pieds en vertical et de 0,06 à 0,12 miles nautiques en latéral pour un avis de résolution RA, il surveille le franchissement, par le délai restant à l'aéronef intrus pour atteindre le point CPA de sa trajectoire, d'un seuil minimum de 20 à 45 secondes pour émettre un avis de trafic TA ou de 20 à 30 secondes pour émettre un avis de résolution RA. L'avis de résolution qui est une incitation très forte à monter ou descendre provenant d'une logique anti-abordage du calculateur 140 prenant en compte la situation du moment, s'accompagne de l'émission par l'interrogateur SSR 120 d'interrogations de coordination destinée à rendre compatible la réaction d'évitement d'un éventuel système TCAS équipant l'aéronef intrus. Comme rappelé précédemment, un aéronef effectuant un vol 35 transocéanique peut n'avoir qu'une connaissance assez imprécise de sa localisation géographique courante par suite d'une indisponibilité de son système de positionnement par satellites, de pannes de senseurs, de dérive de la centrale à inertie ou des algorithmes d'hybridation centrale à inertie/GPS, etc.. Etant donnée l'absence d'une régulation du trafic par un contrôle au sol dans les régions transocéaniques, sa sécurité par rapport aux abordages repose alors entièrement sur son équipement TCAS dont l'intégrité et la fiabilité des mesures deviennent alors des paramètres prépondérants. Or les informations sur lesquelles se base le système TCAS : - le délai de la réponse t;_ä du transpondeur SSR d'un aéronef intrus n à l'interrogateur SSR de l'aéronef concerné i (temps aller-retour des ondes augmenté d'un délai de traitement connu au sein du transpondeur SSR), - l'altitude relative h;_n de l'aéronef intrus n par rapport à l'aéronef 15 concerné i qui est une différence entre des altitudes pression mesurées par des appareils aux calages barométriques différents, et - le gisement relatif a;_n de l'aéronef intrus n par rapport à l'aéronef concerné i sont entachées d'imprécisions. Or une petite imprécision de quelques 20 millisecondes sur le temps de parcours d'une onde peut signifier une grande distance. Ainsi, en l'absence de moyens de radiocommunication à longue distance et en cas d'indisponibilité des moyens de positionnement par satellites, une imprécision de localisation peut s'accompagner d'imprécisions sur les positions relatives entre aéronefs évoluant dans un espace proche, 25 fournies par le système TCAS augmentant les risques d'abordage. De même, par le passé, des pannes du système TCAS ont engendré des confusions et fausses alarmes, dues par exemple à des bits collés au niveau hardware, faisant croire au TCAS interrogateur qu'un avion situé bien en dessous de lui était à la même altitude ou ne détectant pas un avion en face 30 d'un autre (par ex 20/04/2005 entre un Cessna et un B737 à New York). Une résolution demandant la montée de l'avion en dessous de l'avion interrogateur a provoqué un risque d'abordage important. Enfin, de fausses alarmes TCAS dues à la dynamique de l'avion dans le plan vertical ont conduit à des alarmes en chaîne (par exemple en Suisse le 13 35 sept 2000) Pour garantir son intégrité et la fiabilité de ses mesures, le système TCAS proposé est pourvu d'une fonction de recoupement des valeurs de distances relatives qu'il élabore avec celles élaborées par les systèmes TCAS des aéronefs interrogés évoluant dans le voisinage. Cette fonction de recoupement mise en oeuvre par son calculateur 140 consiste à demander, au transpondeur SSR de chaque aéronef du voisinage ayant répondu à une interrogation, de fournir sa distance relative calculée par le système TCAS associé au transpondeur SSR considéré puis à comparer la distance relative communiquée avec la valeur calculée et émettre une alarme de nonintégrité en cas d'écart trop important. Par exemple, avec deux aéronefs Al et A2, chaque aéronef peut échanger ses informations et disposer de : la distance relative D1_2 entre les aéronefs Al et A2, évaluée par le système TCAS de l'aéronef Al à partir de la distance oblique mesurée par le temps t1_2 de réponse du transpondeur SSR de l'aéronef A2 à l'interrogateur SSR de l'aéronef Al et de la différence h1_2 entre l'altitude pression de l'aéronef A2 communiquée au système TCAS de l'aéronef Al par le transpondeur SSR de l'aéronef A2 et l'altitude pression de l'aéronef Al fournie par ses instruments de bord, - la distance relative D2_1 entre les aéronefs Al et A2, évaluée par le système TCAS de l'aéronef A2 à partir de la distance oblique mesurée par le temps t2_1 de réponse du transpondeur SSR de l'aéronef Al à l'interrogateur SSR de l'aéronef A2 et de la différence h2_1 entre l'altitude pression de l'aéronef Al communiquée au système TCAS de l'aéronef A2 par le transpondeur SSR de l'aéronef Al et l'altitude pression de l'aéronef A2 fournie par ses instruments de bord, ces distances relatives étant évaluées à un même instant ou par un aller retrour de requêtes de quelques millièmes ou centièmes de secondes, grâce à une synchronisation temporelle.

Si l'écart absolu 4_2 ûD2_111 est supérieur à un seuil de tolérance, il y a un problème et une alarme peut être émise pour les deux aéronefs. A partir de trois aéronefs Al , A2 et A3, il est possible d'effectuer un vote majoritaire pour déterminer le système TCAS de celui des aéronefs qui pose problème. En effet, soient : - D1_2 la distance relative entre les aéronefs Al et A2, évaluée par le système TCAS de l'aéronef Al à partir de la distance oblique mesurée par le temps t1_2 de réponse du transpondeur SSR de l'aéronef A2 à l'interrogateur SSR de l'aéronef Al et de la différence h1_2 entre l'altitude pression de l'aéronef A2 communiquée au système TCAS de l'aéronef Al par le transpondeur SSR de l'aéronef A2 et l'altitude pression de l'aéronef Al fournie par ses instruments de bord, -D1_3 la distance relative entre les aéronefs Al et A3, évaluée par le système TCAS de l'aéronef Al à partir de la distance oblique mesurée par le temps t1_3 de réponse du transpondeur SSR de l'aéronef A3 à l'interrogateur SSR de l'aéronef Al et de la différence h1_3 entre l'altitude pression de l'aéronef A3 communiquée au système TCAS de l'aéronef Al par le transpondeur SSR de l'aéronef A3 et l'altitude pression de l'aéronef Al fournie par ses instruments de bord, - D2_1 la distance relative entre les aéronefs Al et A2, évaluée par le système TCAS de l'aéronef A2 à partir de la distance oblique mesurée par le temps t2_1 de réponse du transpondeur SSR de l'aéronef Al à l'interrogateur SSR de l'aéronef A2 et de la différence h2_1 entre l'altitude pression de l'aéronef Al communiquée au système TCAS de l'aéronef A2 par le transpondeur SSR de l'aéronef Al et l'altitude pression de l'aéronef A2 fournie par ses instruments de bord, - D2_3 la distance relative entre les aéronefs A2 et A3, évaluée par le système TCAS de l'aéronef A2 à partir de la distance oblique mesurée par le temps t2_3 de réponse du transpondeur SSR de l'aéronef A3 à l'interrogateur SSR de l'aéronef A2 et de la différence h2.3 entre l'altitude pression de l'aéronef A3 communiquée au système TCAS de l'aéronef A2 par le transpondeur SSR de l'aéronef A3 et l'altitude pression de l'aéronef A2 fournie par ses instruments de bord, -D3_1 la distance relative entre les aéronefs Al et A3, évaluée par le système TCAS de l'aéronef A3 à partir de la distance oblique mesurée par le temps t3_1 de réponse du transpondeur SSR de l'aéronef Al à l'interrogateur SSR de l'aéronef A3 et de la différence h3_1 entre l'altitude pression de l'aéronef Al communiquée au système TCAS de l'aéronef A3 par le transpondeur SSR de l'aéronef Al et l'altitude pression de l'aéronef A3 fournie par ses instruments de bord, - D3.2 la distance relative entre les aéronefs A2 et A3, évaluée par le système TCAS de l'aéronef A3 à partir de la distance oblique mesurée par le temps t3_2 de réponse du transpondeur SSR de l'aéronef A2 à l'interrogateur SSR de l'aéronef A3 et de la différence h3_2 entre l'altitude pression de l'aéronef A2 communiquée au système TCAS de l'aéronef A3 par le transpondeur SSR de l'aéronef A2 et l'altitude pression de l'aéronef A3 fournie par ses instruments de bord, les comparaisons des écarts absolus ID2_1 - D1.211 , ID3_, - D1_311 et I D2_3 - D3.2II par rapport à un seuil de tolérance permet de détecter et de situer un problème de système TCAS. io Lorsque les trois écarts absolus sont inférieurs au seuil de tolérance, les systèmes TCAS des trois aéronefs fonctionnent correctement. Lorsque les écarts absolus IID2-1- D1_2II et IID3_1 - D1_3 I entre les valeurs des distances relatives entre les aéronefs Al, A2 et Al, A3 respectent le seuil de tolérance mais pas l'écart absolu I D2_3 - D3_2I entre les 15 valeurs de la distance relative entre les aéronefs A2 et A3, il y a un problème de positionnement relatif entre les aéronefs A2 et A3 mais il n'est pas possible de situer davantage le problème par ce seul recoupement, ce qui conduit à faire émettre des alarmes d'intégrité par les systèmes TCAS des aéronefs A2 et A3.

20 Lorsque les écarts absolus ID2_1 ûD1_211 et I D2_3 û D3-211 entre les valeurs des distances relatives entre les aéronefs Al, A2 et A2, A3 respectent le seuil de tolérance mais pas l'écart absolu IID3_1 - D1_3II entre les valeurs de la distance relative entre les aéronefs Al et A3, il y a un problème de positionnement relatif entre les aéronefs Al et A3 mais il n'est pas 25 possible de situer davantage le problème par ce seul recoupement, ce qui conduit à faire émettre des alarmes d'intégrité par les systèmes TCAS des aéronefs Al et A3. Lorsque les écarts absolus ID3_1 ûD130 et I D2_3 û D3-2I) entre les valeurs des distances relatives entre les aéronefs Al, A3 et A2, A3 30 respectent le seuil de tolérance mais pas l'écart absolu IID2_1 - D1-211 entre les valeurs de la distance relative entre les aéronefs Al et A2, il y a un problème de positionnement relatif entre les aéronefs Al et A2 mais il n'est pas possible de le localiser davantage par ce seul recoupement,ce qui conduit à faire émettre des alarmes d'intégrité par les systèmes TCAS des aéronefs Al et A2. Lorsque l'écart absolu 11D2_1 - D1_z entre les valeurs de la distance relative entre les aéronefs Al, A2 respecte le seuil de tolérance mais pas les écarts absolus 11D2_3 -D320 _ et D3_, -D1__3I entre les valeurs des distances relatives entre les aéronefs A2, A3 et Al, A3, l'aéronef A3 a des problèmes de positionnement relatif alors que les deux autres Al et A2 n'en ont pas entre eux, ce qui montre que le problème se situe au niveau du système TCAS de l'aéronef A3 et conduit à faire émettre une alarme d'intégrité par le 1 o seul système TCAS de l'aéronef A3. Lorsque l'écart absolu 1D3_1 -D1_30 entre les valeurs de la distance relative entre les aéronefs A1, A3 respecte le seuil de tolérance mais pas les écarts absolus D2_1 -D1_20 et 11D2_3 - D3.2II entre les valeurs des distances relatives entre les aéronefs A1, A2 et A2, A3, l'aéronef A2 a des problèmes 15 de positionnement relatif alors que les deux autres Al et A3 n'en ont pas entre eux, ce qui montre que le problème se situe au niveau du système TCAS de l'aéronef A2 et conduit à faire émettre une alarme d'intégrité par le seul système TCAS de l'aéronef A2. Lorsque l'écart absolu D2_3 -D3_211 entre les valeurs de la distance 20 relative entre les aéronefs A2, A3 respecte le seuil de tolérance mais pas les écarts absolus 11D2_1 -D20 et 11D3_1 -D130 entre les valeurs des distances relatives entre les aéronefs Al, A2 et Al, A3, l'aéronef Al a des problèmes de positionnement relatif alors que les deux autres A2 et A3 n'en ont pas entre eux, ce qui montre que le problème se situe au niveau du système 25 TCAS de l'aéronef Al et conduit à faire émettre une alarme d'intégrité par le seul système TCAS de l'aéronef Al. Lorsque les trois écarts absolus ne respectent pas le seuil de tolérance, il y a un problème de positionnement relatif entre les trois aéronefs A1, A2 et A3 mais il n'est pas possible de le localiser davantage par ce seul 30 recoupement, ce qui conduit à faire émettre des alarmes d'intégrité par les systèmes TCAS des trois aéronefs A1, A2 et A3. Ces différents cas de figures sont résumés dans le tableau ci-après : D2_, ù D1_2D3_ - D1_311 D,_3 - D3_2 Alarme Al Alarme A2 Alarme A3 < seuil < seuil < seuil < seuil < seuil > seuil X X < seuil > seuil < seuil X X > seuil < seuil < seuil X X < seuil > seuil > seuil X > seuil < seuil ï > seuil X > seuil > seuil < seuil X > seuil > seuil > seuil X X X A partir de quatre aéronefs, on peut obtenir une discrimination beaucoup plus fine du ou des systèmes TCAS dont l'intégrité pose problème 5 et même améliorer statistiquement cette discrimination. Plutôt qu'aux distances relatives horizontales entre aéronefs, la fonction de recoupement peut s'appliquer aux distances relatives obliques qui sont directement mesurées par le système TCAS sans mise à contribution des altitudes pression fournies par des baro-altimètres. Elle peut 10 aussi s'appliquer aux gisements relatifs des aéronefs évoluant dans le voisinage. Il est alors avantageux qu'elle requiert de l'aéronef interrogé évoluant dans le voisinage, la communication de la valeur dans un repère absolu, du gisement relatif sous lequel il voit l'aéronef qui l'interroge afin de faciliter les comparaisons dans un même référentiel.

15 La mise en oeuvre de la fonction de recoupement qui vient d'être décrite est faite au niveau du calculateur 140 du système TCAS. Celui-ci est pourvu : - de rnoyens de gestion du transpondeur SSR 100 et de l'interrogateur SSR 120, 20 - de moyens d'estimations des distances et gisements relatifs des aéronefs répondant aux sollicitations de l'interrogateur SSR, - de moyens de spécification de requête pour l'interrogateur SSR 120, - de moyens de spécification de réponse du transpondeur SSR 100, 25 - des moyens de vérification de concordance entre la valeur de distance relative d'un aéronef fournie par les moyens d'estimation et la valeur de distance relative communiquée par cet aéronef au moyen de son transpondeur SSR, - des moyens d'alarme de discordance déclenchés en cas de discordance détectée par les moyens de vérification transmettant au moyen du transpondeur SSR 100 un message d'alarme de discordance identifiant les aéronefs concernés et, -.des moyens de repérage de panne analysant les messages de discordance pour situer le ou les systèmes TCAS en défaut à partir de l'analyse des cas de figure répertoriés au tableau précédent. 1 o Les moyens de spécification de requête élaborent, à destination de l'interrogateur 110 des requêtes de communication des estimations de distance relative effectuées par les systèmes TCAS des aéronefs venant de répondre à une interrogation habituelle de l'interrogateur SSR 110 en profitant de la voire montante de transmission de données rendue disponible 15 par le mode S. Les moyens de spécification de réponse élaborent les réponses du transpondeur SSR 100 communiquant, sur requête spécifique d'un interrogateur SSR d'un autre aéronef 2, 3 évoluant dans le voisinage, les estimations de distance relative demandées en profitant de la voie 20 descendante de transmission de données rendue disponible par le mode S. Les moyens de vérification de concordance comparent à un seuil de tolérance les écarts absolus entre les estimations d'une même grandeur : distance relative oblique ou horizontale, gisement relatif faites par les deux aéronefs concernés et, en cas de non-respect du seuil de tolérance 25 déclenche les moyens d'alarme de discordance. Les moyens de spécification de requête et de réponse sont adaptés à la manipulation des grandeurs servant aux recoupements.

Claims

REVENDICATIONS

1. Equipement, pour aéronef (1), de prévision des risques d'abordage comportant un transpondeur (100) de radar secondaire de surveillance SSR supportant une voie de transmission de données, un interrogateur SSR (120) adapté à un transpondeur SSR (100) et une unité de calcul (140) pourvue de moyens de gestion du transpondeur SSR (100) et de l'interrogateur SSR (120), de moyens d'estimation des distances et gisements relatifs des aéronefs répondant aux sollicitations de l'interrogateur SSR (120), caractérisé en ce que l'unité de calcul (140) comporte des moyens de spécification de requêtes pour l'interrogateur SSR spécifiant des requêtes de communication de distance relative estimée et/ou de gisement relatif estimé, des moyens de spécification de réponse du transpondeur SSR (100) permettant, sur requête d'un interrogateur SSR (140) d'un autre aéronef (2, 3) évoluant dans le voisinage, d'inclure dans la réponse faite par le transpondeur SSR (100) de l'aéronef, une valeur de distance relative et/ou de gisement relatif fournie par les moyens d'estimation, lesdites requêtes et réponses spécifiques étant acheminées par la voie de transmission de données, des moyens de vérification de concordance entre la valeur de distance relative et/ou de gisement relatif d'un aéronef fournie par les moyens d'estimation et la valeur de distance relative et/ou de gisement relatif communiquée par cet aéronef (2, 3) au moyen de son transpondeur SSR (100) et des moyens d'alarme de discordance déclenchés en cas de discordance détectée par les moyens de vérification de concordance.

2. Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de vérification de concordance opèrent sur les distances obliques.

3. Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de spécification de requêtes pour l'interrogateur SSR (120) spécifient des requêtes de communication de distance relative estimée et de gisement relatif estimé, en ce que les moyens de spécification de réponse du transpondeur SSR (100) permettent, sur requête d'un interrogateur SSR (120) d'un autre aéronef évoluant dans le voisinage, d'inclure dans la réponse faite par le transpondeur SSR (100) de l'aéronef, les valeurs de sadistance relative et du gisement relatif fournis par les moyens d'estimation ; et en ce que les rnoyens de vérification de concordance opèrent à la fois sur les valeurs de distance relative et sur les valeurs de gisement, rapportées à un même référentiel, concernant un même aéronef.

4. Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de spécification de requêtes pour l'interrogateur SSR élaborent à chaque déclenchement des moyens d'alarme, un message d'alarme de discordance relayée par l'interrogateur SSR (120) et contenant l'immatriculation de l'aéronef qui en est à la source.

5. Equiipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de calcul (140), comporte des moyens de repérage de panne situant l'équipement de prévision de risque d'abordage en défaut lorsqu'il y a dans le voisinage plus de deux aéronefs qui répondent à l'interrogateur SSR (100) et qui sont pourvus d'équipements de prévision des risques de collision d'abordage échangeant leurs informations par la voie de transmission de données.

6. Equipement selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de repérage de panne opèrent leur repérage par vote majoritaire.

7. Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de spécification des réponses du transpondeur SSR accouplent à chaque estimation de distance relative et/ou de gisement relatif communiquée, les immatriculations des aéronefs concerné.