La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour détecter des aéronefs circulant dans un espace aérien environnant un avion, ainsi qu'un aéronef équipé d'un tel dispositif de détection. On sait que la plupart des avions, notamment les avions de ligne, sont équipés d'un système anticollision, en particulier de type TCAS (pour Traffic alert and Collision Avoidance System en anglais, c'est-à-dire système d'alerte de trafic et d'évitement de collision), qui permet d'assurer la sécurité du trafic aérien en prévenant les risques de collision en vol. o Ce système anticollision TCAS embarqué à bord d'un avion fonctionne indépendamment du contrôle aérien au sol. Il permet de surveiller les trajectoires des aéronefs à proximité de l'avion considéré et de représenter leurs positions respectives sur un écran de visualisation. Pour détecter d'éventuels aéronefs dans l'espace aérien environnant l'avion, le 15 système anticollision TCAS émet des signaux d'interrogation dans toutes les directions. Lorsqu'un aéronef circulant dans cet espace aérien reçoit un tel signal d'interrogation, il émet en retour un signal de réponse à l'attention de l'avion, de manière à l'informer de sa présence. A partir des informations contenues dans le signal de réponse 20 transmis par l'aéronef, le système anticollision TCAS de l'avion est apte à déterminer la valeur des paramètres relatifs â cet aéronef détecté, tels que la distance entre lui et l'avion, son altitude, son positionnement angulaire par rapport audit avion (c'est-à-dire l'angle défini entre l'axe longitudinal de l'avion et la droite passant par l'avion et l'aéronef), etc. 25 Cependant, la précision du positionnement angulaire de l'aéronef par rapport à l'avion, déterminé par le système anticollision, est faible et présente fréquemment une marge d'incertitude de 15°. Une telle imprécision rend périlleuse une manoeuvre d'évitement de l'aéronef par l'avion dans un plan horizontal, en raison d'une grande incertitude sur la position exacte de l'aéronef par rapport à l'avion. Aussi, tous les évitements sont actuellement effectués dans un plan vertical (l'avion monte ou descend pour éviter un aéronef). En outre, le positionnement en altitude de l'aéronef détecté est obtenu à partir des informations d'altitude contenues dans le signal de réponse envoyé par l'aéronef. Cependant, lorsque ces informations 7o d'altitude sont inexactes, le positionnement en altitude obtenu s'avère erroné. L'avion n'est alors pas positionné correctement dans le plan vertical par le système anticollision, ce qui peut compromettre la manoeuvre d'évitement de celui-ci. La présente invention a pour objet de remédier a ces inconve- 15 nients. Elle concerne un procédé pour la détection d'au moins un aéronef circulant dans un espace aérien environnant un avion, ledit avion comportant un système anticollision apte à détecter la présence d'un tel aéronef. A cette fin, le procédé de l'invention est remarquable en ce que l'on effectue les étapes suivantes 20 A/ on surveille ledit espace aérien, à l'aide dudit système anticollision, afin de détecter la présence d'un aéronef et, en cas de détection, on détermine au moins une première position dudit aéronef par rapport audit avion ; Bl on surveille ledit espace aérien, à l'aide de moyens de détection radar 25 montés sur ledit avion, afin de détecter la présence dudit aéronef et, en cas de détection, on détermine au moins une seconde position du-dit aéronef par rapport audit avion ; et C/ lorsque ledit système anticollision et lesdits moyens de détection radar détectent chacun ledit aéronef dans ledit espace aérien, on compare ladite première position à ladite seconde position, pour vérifier leur concordance. Ainsi, grâce à l'invention, on obtient une redondance de position d'un aéronef détecté par rapport à l'avion. Cette redondance est obtenue par des moyens (à savoir le système anticollision et les moyens de détection radar) qui sont indépendants et qui reposent sur des principes de détection différents. Une telle redondance permet ainsi de confirmer la détection d'un aéronef par le système anticollision (respectivement les moyens de détection radar) à l'aide des moyens de détection radar (res- pectivement du système anticollision). De plus, grâce à l'invention, on ré-duit le risque d'absence de détection d'un aéronef dans l'espace aérien de l'avion. Selon un mode de réalisation particulier de la présente invention, à l'étape C/ on détermine un volume de concordance autour d'une desdites première et seconde positions ; ù on vérifie que l'autre position appartient audit volume de concordance et ù dans le cas où l'autre position appartient audit volume de concordance, 20 on considère que lesdites première et seconde positions sont concordantes. Ainsi, on peut confirmer la position de l'aéronef détecté par le système anticollision ou par les moyens de détection radar. De plus, ledit volume de concordance présentant la forme d'une 25 sphère de rayon prédéfini - on calcule la distance séparant ladite première position de ladite seconde position ; on compare ladite distance de séparation calculée audit rayon prédéfini ; et - dans le cas où ladite distance de séparation est au plus égale audit rayon prédéfini, on considère que lesdites première et seconde positions dudit aéronef sont concordantes. En outre, lesdits moyens de détection radar étant aptes à effec- tuer, à l'aide d'un faisceau d'ondes, un balayage azimutal suivant un angle d'ouverture prédéfini, ledit rayon prédéfini peut être fonction d'au moins un des paramètres suivants la résolution desdits moyens de détection radar ; le taux de rafraîchissement du balayage azimutal desdits moyens de 10 détection radar ; ù la vitesse dudit avion. En variante, ledit volume de concordance peut présenter la forme d'une portion d'anneau à section rectangulaire. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, à l'étape C/ 15 ù on détermine un volume de concordance autour de chacune desdites première et seconde positions ; ù on vérifie qu'il existe au moins une partie commune auxdits volumes de concordance ainsi déterminés ; et dans le cas de l'existence d'une telle partie commune, on considère que 20 lesdites première et seconde positions sont concordantes. De façon avantageuse, quel que soit le mode de réalisation, lors-que lesdites première et seconde positions sont concordantes, on détermine une position consolidée dudit aéronef par rapport audit avion à partir desdites positions. Par exemple, cette position consolidée peut correspon- 25 dre au barycentre de la première position et de la seconde position. Ainsi, il est possible d'affiner et de consolider la position de l'aéronef détecté par rapport à l'avion, puisque la marge d'incertitude du positionnement angulaire, de la hauteur et de la distance de l'aéronef détecté par rapport à l'avion est notablement réduite. De préférence, lesdits moyens de détection radar sont aptes à effectuer, à l'aide d'un faisceau d'ondes, un balayage azimutal suivant un angle d'ouverture prédéfini. Lors de l'étape B/, on peut effectuer, à l'aide dudit faisceau d'onde, un balayage azimutal selon plusieurs angles d'élévation prédéterminés, un angle d'élévation étant défini entre la direction générale dudit faisceau d'ondes et un plan horizontal. Selon un mode de réalisation préféré conforme à la présente invention - lesdits moyens de détection radar sont aptes à effectuer, à l'aide d'un 10 faisceau d'ondes, un balayage azimutal suivant un angle d'ouverture prédéfini - l'étape A/ est mise en oeuvre préalablement à l'étape B/ ; ù après détection dudit aéronef par ledit système anticollision à l'étape AI, on détermine une zone de surveillance dudit espace aérien autour de ladite première position ; et - on effectue, lors de l'étape B/, une surveillance de ladite zone de surveillance déterminée, à l'aide desdits moyens de détection radar. Ainsi, on peut confirmer, à l'aide des moyens de détection radar, la détection d'un aéronef par le système anticollision. En outre, une ana- 20 lyse de la seule zone de surveillance par les moyens de détection radar permet de réduire sensiblement le délai de détection de ces derniers. Avantageusement, on peut afficher, sur des moyens d'affichage embarqués dans l'avion, une information de concordance (par exemple sous la forme d'un symbole), lorsque lesdites première et seconde posi- 25 tions dudit aéronef sont concordantes. Par ailleurs, lesdites première et seconde positions dudit aéronef par rapport audit avion sont de préférence déterminées à partir de la va-leur d'au moins un des paramètres suivants : ù la distance séparant ledit aéronef détecté dudit avion ; 15 le positionnement angulaire dudit aéronef détecté par rapport audit avion ; û la hauteur séparant ledit avion dudit aéronef détecté (c'est-à-dire la hauteur séparant le plan horizontal passant par l'aéronef du plan horizontal passant par l'avion). L'invention concerne également un dispositif pour détecter au moins un aéronef circulant dans un espace aérien environnant un avion, ledit avion comportant un système anticollision apte à détecter la présence d'un tel aéronef. 10 Selon l'invention, le dispositif est remarquable en ce qu'il est em- barqué sur ledit avion et qu'il comporte ù ledit système anticollision apte à surveiller ledit espace aérien, afin de détecter la présence d'un aéronef et de déterminer au moins une première position de ce dernier par rapport audit avion ; 15 des moyens de détection radar aptes à surveiller ledit espace aérien, afin de détecter la présence dudit aéronef et de déterminer au moins une seconde position de ce dernier par rapport audit avion; et des moyens pour comparer ladite première position dudit aéronef à la-dite seconde position, afin de vérifier leur concordance, lorsque ledit 20 système anticollision et lesdits moyens de détection radar détectent chacun ledit aéronef dans ledit espace aérien. L'invention concerne en outre un aéronef qui comporte un dispositif tel que décrit ci-dessus. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment 25 l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 représente, sous la forme d'un schéma synoptique, un dispositif de détection conforme au mode de réalisation préféré de la pré-sente invention.
La figure 2 montre schématiquement le balayage d'un faisceau d'ondes effectué par des moyens de détection radar, conformes à l'invention, embarqués dans un avion. Les figures 3 et 4 illustrent deux exemples, conformes à l'invention, d'un volume de concordance défini autour d'une position d'un aéronef détecté par un système anticollision monté dans l'avion. La figure 5 est le schéma synoptique d'un dispositif de détection conforme à un autre mode de réalisation de la présente invention. La figure 6 montre la partie commune à deux volumes de concordance définis, selon l'invention, respectivement autour d'une première position, déterminée par le système anticollision de l'avion, et d'une seconde position, déterminée par les moyens de détection radar. Sur les figures 1 et 5, on a représenté un dispositif de détection 1 A, 1B monté dans un avion AC, en particulier un avion civil de transport. 15 Comme le montrent ces figures, le dispositif de détection 1 A, 1 B comporte - un système anticollision 2, du type TCAS rappelé ci-dessus, apte à sur-veiller l'espace aérien environnant l'avion AC, afin de détecter la présence d'un aéronef AI et de déterminer une première position P1 de cet 20 aéronef Al par rapport à l'avion AC ; û des moyens de détection radar 3 aptes à surveiller l'espace aérien environnantl'avion AC, afin de détecter la présence de cet aéronef Al et de déterminer une seconde position P2 de celui-ci par rapport à l'avion AC. Pour effectuer une telle détection (voir la figure 2), les moyens de dé- 25 tection radar 3 émettent, de façon usuelle, un faisceau d'ondes 4 et réalisent, à l'aide dudit faisceau, un balayage azimutal suivant un angle d'ouverture 5 prédéfini et selon un angle d'élévation 6 prédéterminé (défini entre la direction générale du faisceau d'ondes 4 et un plan hori- zontal 7). Bien entendu, on pourrait envisager tout autre type de moyens de détection radar existant , et des moyens 8A, 8B pour comparer la position P1 de l'aéronef à la position P2 et ainsi vérifier leur concordance, lorsque le système anticolli- 5 sion 2 et les moyens de détection radar 3 détectent chacun l'aéronef Al dans l'espace aérien environnant l'avion AC. Ainsi, on obtient une redondance de position des aéronefs détectés par rapport à l'avion AC. Cette redondance est obtenue par les moyens 2 et 3 qui sont indépendants l'un de l'autre et qui reposent sur des principes de détection différents. En effet, le système anticollision 2 émet des signaux d'interrogation pour lesquels il attend un signal de réponse des aéronefs proches, alors que les moyens de détection radar 3 émettent des signaux pour ensuite analyser l'écho éventuellement renvoyé par la structure des aéronefs.
Une telle redondance sert, notamment, à confirmer la détection de l'aéronef Al par le système anticollision 2 (respectivement les moyens de détection radar 3) à l'aide des moyens de détection radar 3 (respective-ment du système anticollision 2). De plus, grâce à l'invention, on réduit le risque d'absence de dé tection d'un aéronef dans l'espace aérien de l'avion AC. En effet, la probabilité est faible qu'un aéronef, non détecté par le système anticollision 2 (par exemple parce qu'il ne répond pas aux interrogations de ce dernier), ne soit pas détecté par les moyens de détection radar 3, et inversement. La fiabilité de la détection est ainsi grandement améliorée.
A des fins de clarté, on a considéré la détection d'un unique aéronef AI par le système anticollision 2 et par les moyens de détection radar 3. Bien entendu, il est évident que l'invention s'applique également à la détection de plusieurs aéronefs. Selon l'invention, les moyens de comparaison 8A, 8B du dispositif de détection 1 A, 1B comportent des moyens 9 pour déterminer un volume de concordance V1 autour de la position P1 de l'aéronef Al déterminée par le système anticollision 2. Ces moyens 9 sont reliés, par 5 l'intermédiaire de la liaison L1, au système anticollision 2 et sont aptes à recevoir la position P1 de l'aéronef par rapport à l'avion AC. Le volume de concordance V1 correspond à un ensemble de positions par rapport à l'avion AC, comprenant notamment la position P1 Comme le montre la figure 3, le volume de concordance peut présenter la forme d'une sphère V1 centrée sur la position P1. Le rayon R de la sphère V1 peut être fonction d'au moins un des paramètres suivants : - la résolution des moyens de détection radar 3 (par exemple égale â 200 mètres) ; le taux de rafraîchissement du balayage azimutal des moyens de détec-15 tion radar 3 ; la vitesse de l'avion AC. Bien entendu, le rayon R peut également être fonction de l'incertitude des mesures du système anticollision 2. En variante, tel qu'illustré sur la figure 4, le volume de concor- 20 dance V1 peut avoir la forme d'une portion d'anneau à section rectangulaire. La largeur la de la section rectangulaire peut correspondre à la marge d'incertitude sur la distance séparant l'aéronef Al de l'avion AC inhérente au système anticollision 2. De même, la hauteur ha de la section rectangulaire peut correspondre à la marge d'incertitude sur la hauteur de 25 l'aéronef AI par rapport à l'avion AC (c'est-à-dire la hauteur séparant le plan horizontal passant par l'aéronef Al du plan horizontal passant par l'avion AC) associée au système anticollision 2. En outre, l'angle S du secteur circulaire relatif à la portion d'anneau V1 peut être égal à la marge d'incertitude (par exemple égale à 150) associée â la détermination, par le système anticollision 2, du positionnement angulaire de l'aéronef Al par rapport à l'avion AC. Dans un mode préféré de réalisation de l'invention illustré sur la figure 1, la détection de l'aéronef est effectuée préalablement par le système anticollision 2 qui détermine la position P1, puis par les moyens de détection radar 3 qui déterminent la position P2. Dans ce mode préféré, les moyens de comparaison 8A comportent des moyens 10 pour vérifier que la position P2, déterminée par les moyens de détection radar 3, appartient au volume de concordance V1. Ils 10 sont reliés au système anticollision 2, aux moyens de détection radar 3 et aux moyens de détermination 9 du volume de concordance, par l'intermédiaire respectivement des liaisons L1, L2 et L3, de manière à pouvoir recevoir les positions P1 et P2 déterminées, ainsi que les données du volume de concordance V1. 15 Lorsque que la position P2 appartient au volume de concordance V1, alors les positions P1 et P2 sont considérées concordantes entre elles. Dans le cas contraire, elles sont non concordantes. Dans une réalisation particulière, lorsque le volume de concordance V1 est une sphère, les moyens de vérification de concordance 10 20 peuvent comporter û des moyens Il pour calculer la distance d séparant la position P1 de la position P2; et ù des moyens 12 pour comparer la distance de séparation d au rayon de la sphère de concordance V1. Ces moyens 12 sont reliés aux moyens 25 de calcul 11 par l'intermédiaire de la liaison L4. Dans le cas où la dis-tance de séparation d est au plus égale au rayon R de la sphère V1 (cas représenté sur la figure 3), les positions P1 et P2 sont considérées concordantes. Dans le cas contraire, elles ne le sont pas.
De plus, dans ce mode préféré de réalisation, le dispositif de détection 1A comporte des moyens 13 pour déterminer une zone géographique de surveillance dudit espace aérien autour de la position P1 déterminée par le système anticollision 2. Ces moyens 13 sont reliés à ce dernier, par l'intermédiaire de la liaison L5, et sont aptes à recevoir de celui-ci la position P1 de l'aéronef Al. Ainsi, lorsqu'ils reçoivent la position P1 par la liaison L5, les moyens 13 déterminent une zone de surveillance autour de cette position P1. Ils transmettent ensuite, par l'intermédiaire de la liaison L6, les infor- mations (distance, azimut, angle d'élévation, etc...) concernant la zone de surveillance ainsi déterminée aux moyens de détection radar 3. Ces derniers sont formés pour analyser uniquement la zone de surveillance déterminée, de manière à détecter l'aéronef Al et à déterminer la position P2 de celui-ci par rapport à l'avion AC. De cette façon, on réduit le délai de dé- tection des moyens de détection radar 3. Pour analyser la zone de surveillance, les moyens de détection radar 3 effectuent un balayage azimutal suivant un angle d'ouverture adapté â la zone de surveillance. En fonction des dimensions de cette dernière, les moyens de détection radar 3 peuvent effectuer plusieurs balayages azimutaux à des angles d'élévation 6 différents. Selon le mode préféré, le dispositif de détection 1A comporte en outre des moyens 14 pour déterminer une position consolidée de l'aéronef AI par rapport à l'avion AC à partir desdites positions P1 et P2, lorsque ces dernières sont considérées concordantes. Pour cela, les moyens 14 sont reliés au système anticollision 2, aux moyens de détection radar 3 et aux moyens de comparaison 8A, par l'intermédiaire de la liaison L1, L2 et L7. Ils sont aptes à délivrer, en sortie, la position consolidée déterminée. Une telle position consolidée correspond, par exemple, au barycentre de la position P1 et de la position P2. En variante, la position consoli- dée peut également être égale à la position P1 déterminée par le système anticollision 2. Des moyens d'affichage 15, montés à bord du poste de pilotage de l'avion AC, peuvent afficher au moins l'une des informations suivan-5 tes - la position consolidée déterminée par les moyens 14 (liaison L8) ; - les informations fournies par le système anticollision 2 (liaison L1); ù les informations fournies par les moyens de détection radar 3 (liaison L2) ; 10 ù une information de concordance des positions P1 et P2 provenant des moyens de comparaison 8A (liaison L7), présentée par exemple sous la forme d'un ou plusieurs symboles. La sélection des informations affichées sur les moyens d'affichage 1 5 est par exemple effectuée manuellement par les pilotes, par 15 l'intermédiaire de moyens de sélection (non représentés sur les figures). Dans un autre mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 5, la détection de l'aéronef Al et la détermination de la position P1 associée par le système anticollision 2 se font soit simultanément, soit postérieurement à la détection de cet aéronef Al et à la détermination de 20 la position P2 par les moyens de détection radar 3. Dans cet autre mode de réalisation, les moyens de comparaison 8B du dispositif de détection 1B comportent des moyens 16 pour déterminer un volume de concordance V2 autour de la position P2 de l'aéronef Al déterminée par les moyens de détection radar 3. Ces moyens 16 sont 25 reliés, par l'intermédiaire de la liaison L2, aux moyens de détection radar 3 et sont aptes à recevoir la position P2 de l'aéronef Al par rapport à l'avion Ainsi, les moyens 9 déterminent un volume de concordance V1 autour de la position P1 et les moyens 16 déterminent un volume de concordance V2 autour de la position P2. Comme le montre l'exemple de la figure 6, les deux volumes de 5 concordance V1 et V2 déterminés présentent la forme d'une portion d'anneau à section rectangulaire. Ils peuvent être de forme et de dimensions identiques, ou bien, au contraire, différentes. En outre, les moyens de comparaison 8B comportent des moyens 17 pour vérifier qu'il existe au moins une partie commune C aux deux vo- 10 Iumes de concordance V1 et V2 déterminés (figure 6). Ces moyens de vérification 17 sont reliées aux moyens 9 et 16, par l'intermédiaire respectivement des liaisons L3 et L9. Ils sont aptes à délivrer, en sortie (liaison L7), une information sur l'existence, ou non, d'une telle partie commune C. Dans le cas de l'existence de cette dernière, lesdites positions P1 et P2 15 dudit aéronef Al sont considérées concordantes. On notera que les moyens de comparaison 8A, 8B, les moyens de détermination 9 d'une zone de surveillance et les moyens de détermination 14 d'une position consolidée peuvent être intégrés dans le système anticollision 2 de l'avion AC, ou bien encore dans les moyens de détection 20 radar 3 de celui-ci. En outre, lorsque l'aéronef est détecté par les moyens de détection radar 3, sans détection par le système anticollision 2, la présente invention peut mettre en évidence - un dysfonctionnement du système anticollision de l'avion AC ; 25 - un dysfonctionnement de l'ensemble formé par le système anticollision 2 de l'avion AC et le transpondeur de l'aéronef non détecté par le sys- tème anticollision 2 ù le fait que l'aéronef n'est pas équipé de transpondeur opérationnel.
Par ailleurs, quel que soit le mode de réalisation précité considéré, on peut envisager que les pilotes déterminent eux-mêmes l'angle azimutal autour duquel ils désirent que les moyens de détection radar 3 effectuent une surveillance.