FR3006050A1 - Procede et systeme d'aide a la navigation d'un aeronef. - Google Patents

Abstract

- Procédé et système d'aide à la navigation d'un aéronef. - Le système (1) comprend au moins une base de données de navigation (2) de type globale, contenant les données nécessaires à la navigation aérienne et à la navigation aéroportuaire de l'aéronef et des données mentionnées sur des cartes de navigation, une unité centrale (5) pour réaliser un filtrage contextualisé d'informations destinées à un affichage et issues au moins en partie de ladite base de données de navigation (2), et un dispositif d'affichage (3) pour réaliser un affichage sur un seul et même écran (4), ledit d'affichage étant basé sur des informations issues du filtrage contextualisé.

Description

La présente invention concerne un procédé et un système d'aide à la navigation d'un aéronef, notamment d'un avion de transport. On sait que la plupart des accidents ou incidents impliquant un aéronef surviennent lors de phases de circulation sur un aérodrome, et notamment les incidents suivants : - des incursions de pistes ; - des excursions de pistes ; - des excursions de voies de circulation ; et - des collisions entre aéronefs, ou entre un aéronef et un équipement de l'aérodrome (bâtiment par exemple). Pour remédier à ces problèmes de sécurité, on connaît un système d'aide à la navigation aéroportuaire, de type OANS (pour « On-board Airport Navigation System » en anglais), qui possède sa propre base de données et prend le relai du système de gestion de vol, de type FMS (« Flight Management System » en anglais), sur l'écran de navigation de type ND (« Navigation Display en anglais) pour assister les pilotes dans les tâches de préparation et d'exécution de l'arrivée sur un terrain. La principale fonction de ce système OANS consiste à afficher une carte dynamique de l'aéroport, de type AMM (« Airport Moving Map » en anglais), qui est orientée et positionnée selon la localisation de l'aéronef qui y est représenté. Pour passer d'un système à l'autre, c'est-à-dire de l'affichage des données de navigation en vol (FMS) aux données de navigation au sol (OANS), sur l'écran ND, le pilote doit sélectionner une échelle particulière qui lui permet de visualiser la carte AMM à la place du plan de vol du système FMS, et d'avoir accès aux fonctions sol qui lui permettent de préparer l'arrivée. Cette séparation entre les deux systèmes d'un point de vue architectural avec des bases de données distinctes, mais également en termes d'affichage, introduit de fait une discontinuité entre les phases de vol (approche) et les phases au sol (atterrissage), une rupture dans la représentation de la trajectoire (tant en termes de contenu que de logiques d'affichage et d'interaction), ainsi qu'une perte temporaire d'information pour le pilote. Le pilote doit donc se construire lui-même une représentation mentale de la trajectoire de sa position courante à sa position terminale, par exemple le parking d'une compagnie aérienne. Par ailleurs, le pilote doit, tout en préparant son arrivée sur le terrain à partir de l'écran ND, se référer à des cartes de navigation telles que les cartes « en-route », de procédure de départ ou d'arrivée simple, de procédure de départ en cas de panne moteur, de type SID (pour « Standard Instrument Departure » en anglais), de type STAR (pour « Standard Terminal Arrivai Routes » en anglais), d'approche, et les cartes d'aéroports et des voies de circulation. Sur certains avions, les pilotes transportent ces cartes de navigation dans leur cartable de vol (« Flight Bag » en anglais) qui contient également les manuels d'opérations, le manuel de vol, les listes de vérification, et les données de performance. Sur d'autres avions, afin d'alléger les sacs transportés par les pilotes, ces données (les cartes de navigation ainsi que les différents documents précités) sont disponibles via un système électronique, de type « EFB » (« Electronic Flight Bag » en anglais), qui peut être relié aux systèmes avioniques. Par le document US - 2012/0035849, on connaît un dispositif d'affichage d'informations de vol, comprenant un système de traitement d'informations qui comporte un calculateur de gestion de vol et un système électronique de type EFB. Dans les architectures usuelles, les applications EFB se concentrent sur la transition entre le papier et le numérique, et se contentent donc de reproduire à l'identique les versions papier en y ajoutant quelques fonctions, afin de minimiser le temps d'apprentissage pour l'utilisation de cette technologie. Les changements entre les versions papier et numérisées des cartes de navigation sont donc minimisés pour faciliter le processus d'industrialisation et de certification. Dans les deux cas (cartes papier ou numériques), les informations présentées sont complémentaires de celles qui sont disponibles sur l'écran ND : certaines informations présentées sur les cartes ne figurent pas sur l'écran ND et inversement. Cette séparation se retrouve au niveau 30 architectural, puisque deux bases de données (la base de données FMS et la base de données des cartes) coexistent dans le cockpit sans communiquer.

Du point de vue du pilote, cela met en évidence une deuxième forme de discontinuité en termes de sources et d'affichages de l'information de navigation. Il doit en effet sans cesse passer d'un support à l'autre et se construire une représentation mentale de la situation en combinant les informations nécessaires à la gestion de sa trajectoire. De plus, chaque pilote se construit sa propre représentation de la situation, pouvant impliquer des divergences potentielles entre deux membres d'un même équipage. Cette architecture usuelle complexe, présentant des discontinuités, est génératrice d'une charge de travail importante pour l'équipage.

La présente invention concerne un système d'aide à la navigation d'un aéronef qui permet de remédier à cet inconvénient, en réduisant la charge de travail de l'équipage. A cet effet, selon l'invention, ledit système d'aide à la navigation d'un aéronef, ledit système comprenant : - au moins une base de données de navigation ; - un dispositif d'affichage comprenant au moins un écran d'affichage susceptible d'afficher des informations de navigation ; et - une unité centrale qui est reliée à ladite base de données de navigation, qui gère l'affichage mis en oeuvre par ledit dispositif d'affichage et qui comprend au moins une unité de réception de paramètres courants relatifs à l'aéronef et à son environnement, est remarquable en ce que : - ledit système comprend au moins une base de données de navigation de type globale, qui contient l'ensemble des données nécessaires à la navigation aérienne et à la navigation aéroportuaire de l'aéronef, ainsi que des données mentionnées sur des cartes de navigation ; - ladite unité centrale est configurée pour réaliser un filtrage contextualisé des informations destinées à l'affichage sur ledit écran d'affichage et issues au moins en partie de ladite base de données de navigation de type globale, ledit filtrage contextualisé étant réalisé conformément à des règles prédéfinies en fonction desdits paramètres courants relatifs à l'aéronef et à son environnement, comprenant au moins les paramètres suivants : des performances de l'aéronef, la phase de vol et la trajectoire de l'aéronef ; et - ledit dispositif d'affichage est configuré pour réaliser un affichage sur un seul et même écran, à savoir sur ledit écran d'affichage, ledit affichage étant basé sur des informations issues du filtrage contextualisé. Ainsi, grâce à l'invention, un pilote de l'aéronef dispose sur un écran unique de toutes les informations nécessaires pour chaque phase qu'il est susceptible de rencontrer, à savoir des phases de vol et des phases au sol (notamment lors d'un roulage au sol). Il n'a donc pas besoin, comme dans l'art antérieur, de compléter les informations affichées sur un écran du poste de pilotage, notamment un écran de navigation, avec des informations issues des différentes cartes usuelles. De plus, grâce au filtrage contextualisé, il reçoit uniquement les informations utiles pour chaque phase (de vol ou au sol), ce qui lui évite de devoir chercher, parmi une pluralité d'informations, celles qui lui sont réellement utiles. Cela permet donc de réduire la charge de travail des pilotes. Dans le cadre de la présente invention, on entend par « filtrage contextualisé » d'informations, une sélection d'informations en fonction du contexte à un instant courant (actuel), ledit contexte étant défini en fonction de divers paramètres relatifs à l'aéronef et à son environnement et au moins des paramètres précités. En d'autres termes, le système conforme à l'invention comprend une intégration des données de type cartes à celles d'un système FMS usuel, et une refonte des modes de fonctionnement usuels du système FMS pour former un environnement de navigation intégré, dynamique et continu, permettant au(x) pilote(s) de visualiser toutes les données nécessaires à la gestion de sa trajectoire sur un seul et même écran, de préférence un écran de navigation de type ND. Dans le cadre de la présente invention, une base de données de navigation dite globale, contient donc : - l'ensemble des données nécessaires à la navigation aérienne de l'aéronef ; - l'ensemble des données nécessaires à la navigation aéroportuaire de l'aéronef ; et - les données usuellement mentionnées sur les cartes de navigation. Avantageusement, ledit système d'aide à la navigation comporte des moyens d'interface permettant à un opérateur d'agir sur l'affichage réalisé sur ledit écran. De préférence, lesdits moyens d'interface comprennent des moyens permettant à un opérateur de régler le niveau de zoom de l'affichage réalisé sur ledit écran, et le niveau de détail de l'affichage est fonction du niveau de zoom réglé.

En outre, de façon avantageuse, lesdits paramètres utilisés pour le filtrage contextualisé comprennent, de plus, au moins certains des paramètres suivants : - des caractéristiques de l'aéronef ; - un statut de l'aéronef ; - des caractéristiques de l'aéroport de départ ou d'arrivée ; - des caractéristiques d'une mission ; - la nature d'une tâche de l'équipage ; - une qualification de l'équipage ; et - des paramètres dynamiques.

Par ailleurs, avantageusement, ledit filtrage comprend différents niveaux de contextualisation, et au moins certains des niveaux suivants : - une sélection d'informations en vue de l'affichage ; - une mise en valeur d'informations affichées ; et - une proposition d'accès à des informations.

En outre, ledit système d'aide à la navigation peut comprendre au moins certaines des caractéristiques suivantes, prises individuellement ou en combinaison : - le dispositif d'affichage est configuré pour permettre d'afficher sur ledit écran au moins un élément graphique permettant d'accéder à des informations 30 supplémentaires relatives à l'objet auquel correspond ledit élément graphique ; - le dispositif d'affichage est configuré pour permettre d'afficher sur ledit écran d'affichage au moins un élément graphique susceptible d'être utilisé pour construire une trajectoire de l'aéronef ; - ledit système d'aide à la navigation comporte une pluralité d'éléments graphiques qui sont organisés en différentes couches d'informations, qu'un opérateur peut sélectionner individuellement pour rendre inactifs les objets des autres couches ; - ledit système d'aide à la navigation comporte un ensemble de sources d'informations pour générer des paramètres courants relatifs à l'aéronef et à son environnement ; - le dispositif d'affichage est configuré pour présenter une fenêtre contenant une vue simplifiée de la situation courante ; - le dispositif d'affichage est configuré pour afficher en continu une trajectoire de type porte à porte, c'est-à-dire du point de départ au point d'arrivée ; et - à chaque phase de l'aéronef est associée une page dédiée du dispositif d'affichage, qui contient toutes les informations correspondantes et qui est susceptible d'être affichée sur ledit écran ; - ledit système d'aide à la navigation est configuré pour comparer des paramètres relatifs à un instant courant avec des éléments contenus dans la 20 base de données globale afin d'assister le pilote dans des tâches particulières. La présente invention concerne également un procédé d'aide à la navigation d'un aéronef, au moyen d'un système comprenant : - au moins une base de données de navigation ; 25 - un dispositif d'affichage comprenant au moins un écran d'affichage susceptible d'afficher des informations de navigation ; et - une unité centrale qui est reliée à ladite base de données de navigation qui gère l'affichage mis en oeuvre par ledit dispositif d'affichage, et qui comprend au moins une unité de réception de paramètres courants relatifs à l'aéronef et 30 à son environnement. Selon l'invention, ledit procédé est remarquable en ce qu'il comporte des étapes : - de réalisation d'un filtrage contextualisé des informations destinées à l'affichage sur ledit écran et issues au moins en partie d'une base de données de navigation de type globale, cette base de données (dite globale) contenant l'ensemble des données nécessaires à la navigation aérienne et à la navigation aéroportuaire de l'aéronef, ainsi que les données mentionnées sur des cartes de navigation, ledit filtrage contextualisé étant réalisé conformément à des règles prédéfinies en fonction des paramètres courants relatifs à l'aéronef et à son environnement, et comprenant au moins les paramètres suivants : des performances de l'aéronef, la phase de vol et la trajectoire de l'aéronef ; et - d'affichage sur un seul et même écran, à savoir sur ledit écran d'affichage, d'informations issues dudit filtrage contextualisé. Par ailleurs, la présente invention concerne également un aéronef, en particulier un avion de transport, qui comporte un système d'aide à la navigation tel que celui précité. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est le schéma synoptique d'un système qui illustre un mode de réalisation de l'invention. La figure 2 montre un aéronef auquel, peut être appliquée la présente invention. La figure 3 est le schéma synoptique d'un exemple particulier de réalisation d'une base de données globale.

Les figures 4 et 5 illustrent des exemples d'affichage permettant de mettre en évidence des caractéristiques particulières de l'invention. La figure 6 illustre une fenêtre particulière susceptible d'être affichée sur un écran. Le système 1 représenté schématiquement sur la figure 1 et permettant d'illustrer l'invention, est destiné à aider un équipage d'un aéronef AC lors de la navigation.

Ce système d'aide à la navigation 1 (qui est embarqué sur l'aéronef AC, en particulier un avion de transport, comme illustré très schématiquement sur la figure 2) est du type comportant notamment : - au moins une base de données de navigation 2 ; - un dispositif d'affichage 3 comprenant au moins un écran 4 susceptible d'afficher des informations de navigation ; et - une unité centrale 5 qui est reliée à ladite base de données de navigation 2 par l'intermédiaire d'une liaison 6A, 6B et qui comprend : - une unité 7 de traitement de données et de gestion, qui gère l'affichage mis en oeuvre par ledit dispositif d'affichage 3 via une liaison 8 ; et - une unité 9 de réception de paramètres courants relatifs à l'aéronef AC et à son environnement. Selon l'invention, ledit système 1 comprend une base de données de navigation 2 dite de type globale, à savoir une base de données qui contient l'ensemble des données nécessaires à la navigation aérienne et à la navigation aéroportuaire de l'aéronef AC, ainsi que les données mentionnées sur des cartes de navigation usuelles. De plus, selon l'invention : - ladite unité centrale 5 comprend un élément de filtrage 10 qui est par exemple intégré dans l'unité 7 et qui réalise un filtrage contextualisé des informations destinées à l'affichage sur ledit écran 4 et issues au moins en partie de ladite base de données de navigation 2 de type globale. Ce filtrage contextualisé est réalisé, selon l'invention, conformément à des règles prédéfinies en fonction de paramètres courants relatifs à l'aéronef AC et à son environnement. Ces paramètres comprennent au moins les paramètres suivants : des performances de l'aéronef AC, la phase de vol de l'aéronef AC et la trajectoire de l'aéronef AC ; et - ledit dispositif d'affichage 3 est configuré pour réaliser l'affichage sur un seul et même écran, à savoir sur ledit écran 4. Cet affichage réalisé sur l'écran 4 est basé sur des informations issues du filtrage contextualisé mis en oeuvre par l'élément de filtrage 10 de l'unité centrale 5.

A titre d'exemple, l'écran 4 est un écran de navigation de type ND (« Navigation Display » en anglais), mais les fonctionnalités et principes de la présente invention sont applicables à tout autre écran du poste de pilotage de l'aéronef AC.

Ainsi, grâce audit système 1, un pilote de l'aéronef AC dispose, sur un écran 4 unique, de toutes les informations nécessaires pour chaque phase qu'il est susceptible de rencontrer, à savoir des phases de vol et des phases au sol (notamment lors d'un roulage au sol). Il n'a donc pas besoin de compléter les informations affichées sur l'écran 4 avec des informations issues des différentes cartes usuelles. De plus, grâce au filtrage contextualisé mis en oeuvre par l'élément 10, uniquement les informations utiles pour chaque phase (de vol ou au sol) sont affichées, ce qui évite au(x) pilote(s) de devoir chercher, parmi une pluralité d'informations, celles qui lui sont réellement utiles. Ces caractéristiques permettent de réduire la charge de travail des pilotes de l'aéronef AC. Le système 1 permet donc d'intégrer les données de type cartes à celles d'un système de gestion de vol usuel (de type FMS) et de refondre les modes de fonctionnement usuels du système FMS pour former un environnement de navigation intégré, dynamique et continu, permettant au(x) pilote(s) de visualiser toutes les données nécessaires à la gestion de la trajectoire sur un seul et même écran d'affichage 4. Dans le cadre de la présente invention, une base de données de navigation 2 dite « globale » englobe les trois sources de données suivantes : - une base de données de gestion de vol (associée de façon usuelle au système FMS) pour la navigation aérienne de l'aéronef AC (plan de vol,..), qui est conforme notamment au standard ARINC 424 ; et - une base de données aéroportuaire (topologie des aéroports pour l'affichage (OANS,...), qui est conforme notamment aux standards ARINC 816 et Eurocae/RTCA D099 ; et - des données correspondant aux données mentionnées usuellement sur les cartes de navigation (informations d'environnement du contrôle aérien ATC (« Air Traffic Control » en anglais ) : contraintes d'altitude et de vitesse, fréquences ATC, informations liées aux approches (hauteur de décision,...), endroits dangereux sur les aéroports,... Les deux premières sources de données correspondent à des bases de données standardisées La troisième source de données correspond à la 5 retranscription dans une base de données (non standardisée) des informations présentes sur les cartes. La base de données de navigation 2 globale peut ainsi : - soit correspondre à une base de données unique 2A regroupant les informations issues des trois sources précitées, comme représenté sur la 10 figure 1 ; - soit comporter trois bases de données 2B, 2C et 2D distinctes correspondant respectivement à ces trois sources, comme représenté sur la figure 3. Dans un tel cas, le système 1 récupère (comme illustré schématiquement par une liaison globale 6B) les informations dans les trois bases de données distinctes 15 2B, 2C et 2D avant de réaliser le filtrage. Le système 1 permet l'intégration des informations de cartes de navigation à l'écran 4 et à un affichage usuel, en fournissant, de plus, un environnement continu, c'est-à-dire ne présentant pas de rupture entre les différentes phases du point de vue de la gestion de la trajectoire. Ce système 20 1 s'applique aux phases au niveau d'un aérodrome et plus particulièrement aux phases de transition entre le vol et le sol, telles que le roulage, le décollage, la montée, l'approche, l'atterrissage et la remise des gaz, à la fois en préparation et en exécution. Par ailleurs, ledit système 1 comporte également : 25 - des moyens d'interface 15 qui sont reliés par l'intermédiaire d'une liaison 16 à l'unité centrale 5 et qui permettent à un opérateur, notamment à un pilote de l'aéronef AC, d'agir sur l'affichage mis en oeuvre sur l'écran 4, et d'entrer des données dans l'unité centrale 5 ; et - un ensemble 17 de sources d'informations usuelles, pour générer des 30 paramètres courants relatifs à l'aéronef AC et à son environnement, ledit ensemble 17 étant relié par l'intermédiaire d'une liaison 18 à l'unité centrale 5 (et notamment à l'unité 9 de réception de données).

Le système 1 peut donc utiliser comme écran 4 tout écran du poste de pilotage. Toutefois, les fonctionnalités décrites ci-dessous sont présentées en référence à un écran ND à titre d'exemple. Dans l'exemple illustré sur la figure 4, l'écran 4 est séparé en au moins deux zones à savoir : une zone de navigation latérale 12 et une zone de navigation verticale 13, avec à chaque fois un symbole 12A, 13A illustrant l'aéronef AC et un affichage correspondant 12B, 13B usuel, par exemple un affichage horizontal 12B de type ROSE. Dans cet exemple, une surface importante de l'écran 4 permet de combiner les deux zones de navigation 12 et 13 sur une partie gauche de l'écran 4, et une zone 14 réservée à l'affichage de données du plan de vol et de menus de construction de la trajectoire sur une partie droite. Cette zone 14 comprend dans sa partie supérieure des éléments graphiques 31 à 36. L'interaction entre l'utilisateur et le système 1 (via les moyens 15 représentés schématiquement) peut se faire par voie tactile ou par tout autre moyen d'interaction usuel tel qu'un curseur, un désignateur de pointage (de type KCCU par exemple), un clavier, une reconnaissance vocale ou de gestes. A titre d'exemple, on considère ci-après que toutes les interactions se font de façon tactile sur l'écran 4 (les moyens 15 sont alors directement intégrés dans l'écran 4). La base de données 2 intègre toutes les données de navigation utiles, contenues dans les cartes aéroport, SID, STAR, approche finale ou encore altitudes de sécurité. Cela inclut notamment : - les fréquences ATC/ATIS/moyens de radionavigation ; 25 - les altitudes de sécurité (MORA/MSA/MVA par exemple) ; - les trajectoires standard de départ et d'arrivée (SID/STAR) ; - les trajectoires d'approche finale et de remise des gaz ; - les minima et altitudes de décision/hauteurs de décision correspondantes ; - les contraintes en termes d'altitude et de vitesse sur les trajectoires 30 standard ; - les obstacles ou les zones dangereuses représentées sur les cartes ; - les instructions et autres informations textuelles correspondant aux phases de vol représentées sur les cartes ; et - au moins une carte d'un aérodrome, avec le nom et le sens des voies de circulation, les voies de circulation accessibles, les manoeuvres d'entrée dans un stand, les équipements d'entrée dans le stand,... Afin de conserver un affichage lisible, le vol est décomposé en phases correspondant à celles indiquées dans les cartes usuelles. A chaque phase correspond une page dédiée qui contient toutes les informations qui se trouvent dans la carte correspondante. Chaque page est accessible en mode plan, c'est-à-dire orientée avec le Nord vers le haut. On distingue la phase en cours qui correspond à la phase qui est volée à un instant courant tc et signalée dans un mode de réalisation préféré par une police verte, de la phase qui est affichée sur l'écran 4 et qui correspond à un moment tc+At dans le futur. Sur la figure 4, la phase en cours et la phase affichée sont toutes deux la phase « en-route » mise en évidence sur un élément graphique 21 (« CRZ »). La phase en cours est mise en évidence graphiquement par une couleur particulière, par exemple en vert, pour « CRZ », et la phase affichée par une mise en évidence de l'élément graphique 21. La phase courante affichée peut être l'une des autres phases susceptibles d'être mises en évidence par des éléments graphiques 22 (« STAR »), 23 (« APP » pour une approche), 24 (« LDG » pour un atterrissage), 25 (« TAXI » pour un roulage), 26 (« GA » pour une remise des gaz). A titre d'exemple, les pages peuvent être accessibles par l'intermédiaire d'un élément d'interface 28 (de type « slider ») que le pilote positionne sur la phase de son choix, comme illustré sur la figure 1 (l'élément d'interface 28 étant sur l'élément 21). Sur chaque page, la trajectoire est par exemple représentée en vert (couleur de la trajectoire FMS) et le pilote a la possibilité d'agir sur l'écran 4 pour avancer ou reculer dans la chronologie du vol et visualiser ce qui précède ou ce qui suit de la trajectoire, qui est représentée de façon continue. Les pages sont présentées automatiquement avec le niveau de zoom optimisé pour permettre la lecture et l'accès à l'ensemble des informations concernant la phase de vol et nécessaires à la préparation de cette phase. En outre, le pilote peut utiliser des outils à sa disposition (éléments 29 (« - ») et 30 (« + ») dans l'exemple des figures 4 et 5) pour respectivement dé-zoomer et zoomer.

Ce mode d'exploration (appelé « exploration discontinue du plan de vol ») présente l'avantage de faciliter l'accès aux informations par phases de vol et donc dans la chronologie du vol, tout en utilisant un seul et même système 1 et un seul et même écran 4. Cette décomposition permet également de conserver un affichage lisible et d'éviter des problèmes d'encombrement. Par ailleurs, le pilote n'a pas besoin de changer de mode pour passer d'une page à l'autre, l'activation de la présentation (Nord vers le haut) étant automatique au passage de la phase en cours vers une autre phase. Comme indiqué ci-dessus, la trajectoire FMS est représentée de façon continue sur l'écran 4, y compris à l'endroit de la transition entre les phases en vol et les phases au sol (entre l'approche finale et l'atterrissage par exemple, ou encore entre l'atterrissage et la trajectoire de remise des gaz). Ainsi, en complément du mode d'exploration discontinue par phases de vol précisé ci-dessus, le système 1 fournit également une exploration continue du plan de vol : la trajectoire étant représentée de façon continue sur l'écran 4. L'utilisateur peut alors agir pour avancer dans la chronologie de la trajectoire, et cela à partir de n'importe lequel des modes ROSE, ARC ou PLAN. Il peut alors accéder à toute partie de la trajectoire, y compris à des phases au sol.

Une mise en oeuvre possible de ce concept est le suivant : à partir du moment où un utilisateur commence à déplacer la carte à un instant tc, l'affichage conserve l'orientation de la carte enregistrée à cet instant tc, jusqu'à rencontrer un point de route (« waypoint » en anglais). A ce point, la carte adopte l'orientation de la nouvelle portion de trajectoire située immédiatement après ce point. Par ailleurs, la rose des caps peut se dupliquer, et l'une des deux reste à sa position standard autour du symbole avion 12A tandis que la deuxième suit le déplacement commandé par l'utilisateur, afin que ce dernier garde une conscience de l'orientation de la carte. Par ailleurs, il est envisagé de laisser à l'utilisateur la possibilité par un outil graphique (qui n'est pas représenté) de réorienter la carte à sa convenance. Il peut disposer, de plus, d'un raccourci (non représenté) lui permettant de replacer l'écran 4 sur la position courante de l'aéronef AC. Ce mode d'exploration complémentaire présente l'avantage de permettre au pilote de visualiser rapidement le futur proche du plan de vol, tout en conservant les informations relatives à la phase en cours, et à partir des modes ARC ou ROSE. De plus, ce mode d'exploration s'affranchit des modes d'affichage usuels et rigides (ARC, ROSE et PLAN), ce qui autorise le pilote à visualiser sa trajectoire de son point de vue, sans aucun effort de représentation mentale de sa part. Par ailleurs, comme indiqué ci-dessus, le système 1 affiche une information contextualisée, c'est-à-dire sélectionnée en fonction du contexte à un instant courant tc. Le contexte est défini en fonction de différents paramètres qui peuvent être plus ou moins statiques. A titre d'exemple, ces paramètres peuvent être au moins certains des paramètres suivants : - des caractéristiques de l'aéronef AC (par exemple l'envergure) ; - le statut de l'aéronef AC (équipements en panne par exemple) ; - le statut/caractéristiques de la destination/départ (ILS en panne, piste fermée) ; - la trajectoire (position courante et destination) et la mission ; - la phase de vol ; - la nature de la tâche du pilote : stratégique (planification/anticipation de possibles situations dégradées) ou tactique (exécution) ; - la qualification de l'équipage ; et - d'autres paramètres dynamiques (météo, performances, ... ). Les paramètres dynamiques sont mis à jour en temps réel, soit par l'équipage (par exemple à l'aide de l'unité d'interface 15), soit automatiquement par le système 1 (via l'ensemble 17 par exemple), au fur et à mesure de leur évolution, et le contexte change en conséquence, modifiant l'affichage sur l'écran 4. Par exemple, en cas de panne de l'axe du « glide » pour un système d'aide à l'atterrissage de type « ILS », le système 1 est informé soit par une entrée pilote, soit automatiquement par réception d'une information par transmission des données, et propose de remplacer la valeur minimale affichée par la nouvelle valeur applicable.

Le système 1 exerce différents niveaux de contextualisation, et en particulier : - une sélection d'informations : certaines informations sont sélectionnées et considérées comme pertinentes pour un contexte donné, et sont affichées à l'écran 4. Les autres informations ne sont pas montrées au pilote ; - une mise en valeur d'informations : on considère que pour un contexte donné (souvent d'une durée assez courte), il est utile d'attirer l'attention du pilote sur une information déjà présente à l'écran 4 par des signaux visuels. Par exemple, la fréquence ATIS affichée clignote quand l'aéronef AC est suffisamment proche du terrain de destination pour la recevoir ; et - un accès aux informations sur demande du pilote : certaines informations (des instructions textuelles par exemple) sont souvent déjà connues des pilotes. Elles sont alors proposées au pilote qui peut choisir de les visualiser ou non, par exemple sous la forme d'un volet à déplier et refermer. Par exemple, dans la zone de navigation latérale 12 peut se trouver un élément graphique (non représenté) qui signale au pilote la présence d'une instruction textuelle en rapport avec la phase correspondante qu'il peut visualiser. S'il déploie ce panneau avec un moyen d'interaction approprié, il découvre alors le texte dans une zone d'affichage (représentant une fenêtre affichée). La contextualisation de l'affichage présente l'avantage de rendre possible l'intégration d'informations sans poser la problématique de l'encombrement et de réduire considérablement la charge cognitive du pilote en le déchargeant de toutes les tâches de tri et de sélection de l'information. Les différents niveaux de contextualisation permettent également de s'adapter à l'expertise et à la tâche du pilote.

Par ailleurs, comme indiqué ci-dessus, certaines informations doivent n'être accessibles que sur demande du pilote pour ne pas surcharger l'affichage et prendre en compte le niveau d'expérience du pilote. Pour cela, des éléments graphiques permettent un accès vers des informations supplémentaires sur l'objet qu'ils représentent dans la réalité. Ainsi, en cliquant sur un objet, le pilote peut faire apparaître des informations concernant la nature de l'objet, les instructions associées,... La figure 5 illustre ce principe : par exemple, en cliquant sur un élément graphique particulier 41 (relatif par exemple à une piste affichée), le pilote peut faire apparaître une fenêtre 42 contenant des informations telles que les dimensions de la piste ou les distances d'atterrissage ou de décollage disponibles (selon le contexte). De la même façon, toute forme de texte représentant des éléments de la trajectoire peut être un moyen d'accès vers des menus permettant de régler les paramètres correspondants. Ainsi, sur la figure 5, le texte 43 signalant la sortie BTV (via un freinage automatique (pour « Brake-To-Vacate » en anglais)) et le stand peut être souligné afin de signaler l'interactivité à l'utilisateur, et donne accès au menu 44 affiché sur la partie droite 14, qui lui permet de régler des paramètres BTV tels que la sortie (« RUNWAY EXIT »), la condition (« RUNWAY COND ») et le revêtement de la piste (« RUNWAY SURFACE »). D'autres textes permettant d'accéder à des menus peuvent être, par exemple, l'altitude ou la hauteur de décision. Ceci présente l'avantage de permettre un accès direct à une information tout en limitant l'encombrement sur l'écran 4. Par ailleurs, l'information est uniquement présentée dans les cas où le pilote en a réellement besoin, prenant ainsi en compte son expérience du terrain. Les objets graphiques peuvent également être utilisés comme des moyens pour construire la trajectoire. En se plaçant sur la page d'atterrissage (élément graphique 24) représentée à titre d'illustration du concept sur la figure 5, le pilote peut cliquer à l'aide d'un moyen d'interaction sur un élément graphique 45 représentant la piste sur laquelle il souhaite atterrir, pour la sélectionner et choisir le type d'approche qu'il souhaite effectuer. Ce mode d'interaction doit être considéré comme un moyen complémentaire (par rapport aux différents menus FMS usuels) pour la construction de la trajectoire.

Afin de limiter les erreurs d'interaction, les éléments graphiques sont organisés en couches d'informations que le pilote peut sélectionner pour rendre inactifs les objets des autres couches, par exemple en positionnant l'élément d'interface 28 (« slider ») de la figure 4 sur la couche de son choix ou en utilisant un autre moyen d'interaction. Les objets qui n'appartiennent pas à la couche sélectionnée sont placés en retrait par un moyen graphique (par exemple en étant grisé) et ne sont plus interactifs. Au contraire, ceux qui appartiennent à cette couche sont mis en évidence, par exemple en étant représentés par une couleur adéquate, et conservent leur caractère interactif, c'est-à-dire que le pilote peut cliquer dessus pour obtenir une information complémentaire ou construire une partie de sa trajectoire. A titre d'illustration, l'exemple de la figure 4 permet de choisir entre deux couches d'interaction (obstacle « OBST » (46A) et trajectoire « TRAJ » (46B)) et une couche (46) qui les regroupe. Si l'utilisateur place l'élément d'interface 28 (« slider ») sur la couche obstacle (46A), une trajectoire STAR et une trajectoire de remise des gaz apparaissent grisées et l'obstacle est représenté en une couleur appropriée (ces derniers éléments ne sont pas représentés sur la figure 4). L'intégration des données de cartes dans un environnement de navigation permet au pilote de visualiser toutes les données dont il a besoin pour gérer sa trajectoire sur un seul et même écran 4, sur lequel il peut donc réaliser ses tâches de préparation des phases de vol à venir. Une fonctionnalité de visualisation de la situation courante permet au pilote de conserver une bonne conscience de la situation courante lorsqu'il réalise les tâches de préparation. Cette fonctionnalité consiste à fournir au pilote, par exemple sur la partie d'écran 14, une fenêtre 48 (ou tout autre contenant graphique) telle que représentée à titre d'exemple sur la figure 6, qui contient une vue simplifiée de la situation courante, c'est-à-dire une reproduction de l'affichage ND tactique, sur laquelle il peut surveiller l'évolution de la navigation à travers des éléments essentiels comme le passage de points de route ou la distance par rapport aux altitudes de sécurité. La vue peut être décomposée comme un écran ND en deux zones graphiques 49 et 50: une zone de navigation latérale 49 et une zone de navigation verticale 50 qui peut être affichée ou non en fonction de la présence d'évènements ou d'éléments verticaux, comme le début de la descente, des actions verticales à effectuer, le rapprochement d'altitudes de sécurité, ... La fenêtre 48 peut être affichée sur commande du pilote (par l'intermédiaire des moyens d'interface 15), ou automatiquement quand celui-ci passe à une page correspondant à une phase future, ou bien automatiquement quand l'aéronef AC survole un élément clé du plan de vol comme un point de route ou entre dans une localisation potentiellement dangereuse (s'il approche d'un obstacle par exemple). Cette fonctionnalité présente l'avantage de permettre au pilote de conserver une conscience de la situation courante pendant qu'il prépare les phases suivantes, pendant la préparation de l'approche par exemple. S'il s'aperçoit d'un problème potentiel, il peut alors revenir rapidement à la page de la phase en cours. L'intégration des informations de navigation en un seul et même système 1, permet par ailleurs audit système 1 de comparer différents paramètres de la situation à un instant courant tc avec les éléments contenus dans la base de données globale 2 à sa disposition afin d'assister le pilote dans certains types de tâches. Premièrement, les valeurs des menus peuvent être présélectionnées pour le pilote, à partir d'une part des données fournies dans la base de données 2 et d'autre part des informations qui peuvent être extraites de différents messages usuels de type ATIS ou NOTAM, et de cartes météo. Par exemple, le menu BTV peut être réglé par le système 1 comme suit : le revêtement de la piste est contenu dans la base de données de navigation. La condition de la piste peut être extraite de l'ATIS. Quand l'utilisateur se rend dans le menu, les différents champs sont déjà remplis, mais il conserve la possibilité de modifier les valeurs par défaut. Pour certains éléments de menu, on peut prévoir un moyen interactif pour prévenir de toute mise à jour automatique d'une valeur sélectée.

En outre, en fonction du contexte du vol, ainsi que des habitudes de la compagnie aérienne, le système 1 peut assister le pilote dans la construction de la trajectoire. Par exemple, une compagnie aérienne utilise souvent les mêmes parkings sur un aérodrome et emprunte donc souvent les mêmes voies de circulation. En fonction de ces informations et de paramètres dynamiques (accessibilité des voies de circulation, voies de circulation fermées, conditions météo), le système 1 peut proposer automatiquement un chemin que le pilote peut valider ou non. Le niveau d'automatisation permet d'alléger la charge de travail du pilote en l'assistant dans les tâches de prise de décision et en le remplaçant pour d'autres tâches. Le système 1 permet à un utilisateur (pilote) d'accéder à une représentation appelée porte à porte (« gate to gate » en anglais) de la trajectoire, c'est-à-dire depuis l'aéroport de départ et éventuellement depuis le stand de départ, jusqu'à l'aéroport d'arrivée et éventuellement jusqu'au stand d'arrivée. L'utilisateur peut accéder à cette vue par l'intermédiaire d'un élément graphique approprié, par exemple l'élément graphique 27 des figures 4 et 5, qui lui permet de déployer un panneau contenant la représentation porte à porte de la trajectoire.

Afin de représenter toutes les portions de la trajectoire en leur donnant le même niveau d'importance indépendamment de la distance parcourue sur cette portion, plusieurs solutions sont envisagées. Par exemple, la trajectoire peut être représentée de façon non conforme, c'est-à-dire de telle sorte que les distances entre deux points sur la carte ne soient pas représentatives des distances réelles. On utilise alors une distance standard entre deux points qui permet d'utiliser le même espace graphique pour la phase en-route que pour la phase d'approche par exemple. En outre, cette vue peut être enrichie de différentes informations, telles que par exemple les zones de changement de fréquences ATC, le terrain, la météo, un fond de carte représentant les frontières. De même, elle peut être utilisée comme un moyen pour construire la trajectoire, soit par manipulation directe des éléments graphiques, soit en fournissant des raccourcis vers des menus FMS correspondants.

Claims (14)

1. REVENDICATIONS1. Système d'aide à la navigation d'un aéronef, ledit système (1) comprenant : - au moins une base de données de navigation (2) ; - un dispositif d'affichage (3) comprenant au moins un écran d'affichage (4) susceptible d'afficher des informations de navigation ; et - une unité centrale (5) qui est reliée à ladite base de données de navigation (2), qui gère l'affichage mis en oeuvre sur ledit dispositif d'affichage (3) et qui 10 comprend au moins une unité (9) de réception de paramètres courants relatifs à l'aéronef (AC) et à son environnement, caractérisé en ce que : - ledit système (1) comprend au moins une base de données de navigation (2) de type globale, qui contient l'ensemble des données nécessaires à la 15 navigation aérienne et à la navigation aéroportuaire de l'aéronef (AC), ainsi que des données mentionnées sur des cartes de navigation ; - ladite unité centrale (5) réalise un filtrage contextualisé des informations destinées à l'affichage sur ledit écran d'affichage (4) et issues au moins en partie de ladite base de données de navigation (2) de type globale, ledit 20 filtrage contextualisé étant réalisé conformément à des règles prédéfinies en fonction desdits paramètres courants relatifs à l'aéronef (AC) et à son environnement, comprenant au moins les paramètres suivants : des performances de l'aéronef (AC), la phase de vol et la trajectoire de l'aéronef (AC) ; et 25 - ledit dispositif d'affichage (3) réalise un affichage sur un seul et même écran, à savoir sur ledit écran d'affichage (4), d'informations issues du filtrage contextualisé.
2. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'interface (15) permettant à un 30 opérateur d'agir sur l'affichage réalisé sur ledit écran d'affichage (4).
3. 3. Système selon la revendication 2,caractérisé en ce que lesdits moyens d'interface (15) comprennent des moyens permettant à un opérateur de régler le niveau de zoom de l'affichage réalisé sur ledit écran d'affichage (4), et en ce que le niveau de détail de l'affichage est fonction du niveau de zoom réglé.
4. 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits paramètres comprennent, de plus, au moins certains des paramètres suivants : - des caractéristiques de l'aéronef (AC) ; - un statut de l'aéronef (AC) ; - des caractéristiques de l'aéroport de départ ou d'arrivée ; - des caractéristiques d'une mission ; - la nature d'une tâche de l'équipage ; - une qualification de l'équipage ; et - des paramètres dynamiques.
5. 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit filtrage contextualisé comprend différents niveaux de contextualisation, et au moins certains des niveaux suivants : - une sélection d'informations en vue de l'affichage ; - une mise en valeur d'informations affichées ; et 20 - une proposition d'accès à des informations.
6. 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit dispositif d'affichage (3) affiche sur ledit écran d'affichage (4) au moins un élément graphique (41) permettant d'accéder à des informations supplémentaires (44) relatives à l'objet auquel correspond 25 ledit élément graphique (41).
7. 7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit dispositif d'affichage (3) affiche sur ledit écran d'affichage (4) au moins un élément graphique (45) susceptible d'être utilisé pour construire une trajectoire de l'aéronef (AC). 30
8. 8. Système selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité d'éléments graphiques qui sont organisés en différentes couches d'informations, qu'un opérateur peutsélectionner individuellement à l'aide de moyens de sélection (15) pour rendre inactifs les objets des autres couches.
9. 9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit dispositif d'affichage (3) présente une fenêtre (48) contenant une vue simplifiée de la situation courante.
10. 10. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit dispositif d'affichage (3) affiche en continu une trajectoire de type porte à porte.
11. 11. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à chaque phase de l'aéronef (AC) est associée une page dédiée du dispositif d'affichage (3), qui contient toutes les informations correspondantes et qui est susceptible d'être affichée sur ledit écran d'affichage (4).
12. 12. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, 15 caractérisé en ce qu'il compare des paramètres relatifs à un instant courant avec des éléments contenus dans la base de données globale (2) afin d'assister le pilote dans des tâches particulières.
13. 13. Procédé d'aide à la navigation d'un aéronef, au moyen d'un système comprenant : 20 - au moins une base de données de navigation (2) ; - un dispositif d'affichage (3) comprenant au moins un écran d'affichage (4) susceptible d'afficher des informations de navigation ; et - une unité centrale (5) qui est reliée à ladite base de données de navigation (2), qui gère l'affichage mis en oeuvre par ledit dispositif d'affichage (3), et qui 25 comprend au moins une unité (9) de réception de paramètres courants relatifs à l'aéronef (AC) et à son environnement, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes : - de réalisation d'un filtrage contextualisé des informations destinées à l'affichage sur ledit écran (4) et issues au moins en partie d'une base de 30 données de navigation (2) de type globale, ladite base de données (2) contenant l'ensemble des données nécessaires à la navigation aérienne et à la navigation aéroportuaire de l'aéronef (AC), ainsi que les donnéesmentionnées sur des cartes de navigation, ledit filtrage contextualisé étant réalisé conformément à des règles prédéfinies en fonction de paramètres courants relatifs à l'aéronef (AC) et à son environnement, et comprenant au moins les paramètres suivants : des performances de l'aéronef (AC), la phase de vol et la trajectoire de l'aéronef (AC) ; et - d'affichage sur un seul et même écran, à savoir sur ledit écran d'affichage (4), d'informations issues dudit filtrage contextualisé.
14. 14. Aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte un système (1) tel que celui spécifié sous l'une quelconque des revendications 1 à 12.