FR3043486A1 - - Google Patents

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Abstract

Afin de fournir des paquets de données GLS (GBAS Landing System - Système d'atterrissage GBAS) (12) pour un atterrissage automatique assisté par navigation par satellite à un aéronef (18), les paquets de données GLS (12) comprenant des données de correction GBAS (Ground-Based Augmentation System - Système de renforcement au sol) (8, 10) pour une navigation par satellite et des données FAS, lesquelles décrivent une approche d'atterrissage de consigne (13) de l'aéronef (18), des données de correction SBAS (Satellite-Based Augmentation System - Système de renforcement satellitaire) (4) pour la navigation par satellite sont reçues de la part d'un satellite SBAS (5). Les données de correction SBAS (4) reçues sont converties en données de correction GBAS (8). Les données de correction GBAS (8) obtenues par la conversion sont fusionnées avec les données FAS (13) en les paquets de données GLS (12). Les paquets de données GLS (12) sont communiqués à l'aéronef (18) par le biais d'une liaison radioélectrique (21).

Description

« Procédé et dispositif de fourniture de données pour un atterrissage automatique assisté par navigation par satellite sur un aéronef »
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION L'invention concerne un procédé de fourniture de paquets de données GLS (GBAS Landing System - Système d'atterrissage GBAS) pour un atterrissage automatique assisté par navigation par satellite sur un aéronef, les paquets de données GLS comprenant des données de correction GBAS (Ground-Based Augmentation System - Système de renforcement au sol) pour la navigation par satellite et des données FAS (Final Approach Segment - Segment d'approche finale), lesquelles décrivent une approche d'atterrissage de consigne de l'aéronef, et étant communiqués à l'aéronef par le biais d'une liaison radioélectrique. L'invention concerne également un dispositif destiné à mettre en oeuvre un tel procédé, comprenant un fusionneur (Message Builder - Créateur de message) qui fusionne des données de correction GBAS pour la navigation par satellite et des paquets de données GLS comprenant des données FAS relatives à une approche d'atterrissage de consigne pour un atterrissage automatique assisté par navigation par satellite d'un aéronef, et un émetteur qui communique les paquets de données GLS à l'aéronef par le biais d'une liaison radioélectrique.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
Des erreurs de position de plusieurs mètres peuvent se produire lors d'une navigation par satellite GNSS (Global Navigation Satellite System - Géolocalisation et navigation par un système de satellites) si seuls sont interprétés les temps de propagation des signaux GNSS émis par les satellites GNSS. Ces erreurs ont différentes causes, comme les fluctuations atmosphériques, les positions variables des satellites GNSS et les imprécisions lors de la génération des signaux.
Avec un GBAS (Ground-Based Augmentation System - Système de renforcement au sol), les signaux GNSS émis par les différents satellites GNSS sont reçus par des récepteurs de référence dont les positions sont connues avec précision. Des données de correction GBAS, qui sont généralement valides dans un rayon de 50 km, sont déterminées à partir de la comparaison entre les distances mesurées par rapport aux satellites, déterminées à partir des signaux GNSS, et les positions réelles auxquelles ont été reçus les signaux GNSS. Ces corrections permettent aux autres récepteurs des signaux GNSS de déterminer leur position avec une précision plus élevée (de l'ordre d'un mètre) à partir des signaux GNSS reçus depuis les satellites GNSS. Un aéronef qui dispose de telles données de correction GBAS, par exemple, peut ainsi déterminer sa position dans toutes les directions spatiales avec suffisamment de précision pour exécuter un atterrissage automatique assisté par navigation par satellite.
Avec le GLS (GBAS Landing System - Système d'atterrissage GBAS), des paquets de données GLS qui, en plus des données de correction GBAS déterminées au sol, comprennent des données FAS (GBAS Landing System - Segment d'approche finale) qui décrivent une approche d'atterrissage de consigne, sont communiqués à un aéronef pour un atterrissage automatique assisté par navigation par satellite. Avec le GLS, les paquets de données GLS sont communiqués par un émetteur au sol à un récepteur dans l'aéronef par le biais d'une liaison radioélectrique VHF et sont acheminés par le récepteur directement au pilote automatique de l'aéronef. Le pilote automatique, conjointement avec le GNSS de l'aéronef, dispose ainsi de toutes les informations nécessaires pour l'atterrissage automatique assisté par navigation par satellite.
En raison de la nécessité de prévoir des récepteurs de référence à des positions connues et de les combiner ensemble et aussi avec une unité centrale, la complexité de l'installation d'un GLS sur un aéroport n'est pas vraiment négligeable.
Avec les systèmes dits SBAS (Satellite-Based Augmentation System - Système de renforcement satellitaire), des données de correction SBÂS pour la navigation par satellite GNSS sont émises directement par un satellite géostationnaire dédié spécial. Ces données de correction SBAS sont valides pour une zone plus vaste. Elles permettent une détermination de la position quasiment aussi bonne que le GBAS lors de la navigation par satellite.
Pour déterminer la position d'aéronefs avec le SBAS, il faut prévoir dans l'aéronef correspondant un récepteur spécial pour les données de correction SBAS. De plus, il faut prévoir des liaisons de données par le biais desquelles les écarts par rapport à la trajectoire de vol de consigne peuvent être mis à la disposition du pilote automatique de l'aéronef. Pour ce faire, un appareil qui calcule les écarts par rapport à la trajectoire de vol de consigne a besoin des données FAS relatives à l'approche d'atterrissage de consigne respective. Une base de données correspondante est prévue à cet effet dans l'aéronef, car les données FAS ne sont pas communiquées séparément à l'aéronef depuis l'extérieur. Toutes ces voies de transmission de données et tous ces équipements doivent faire l'objet d'une homologation officielle. Il n'est actuellement pas possible de poursuivre les approches de précision automatisées jusqu'à l'atterrissage automatique en se basant sur un calcul de position assisté par SBAS, car la base de données embarquée ainsi que la connexion de la base de données au pilote automatique ne répondent pas aux exigences de l'homologation officielle. L'automatisation des approches de précision SBAS est, au contraire, interrompue à une altitude de 250 pieds.
Le document DE 10 2012 007 202 B4 publie un procédé et un dispositif pour générer des informations d'intégrité visant à répondre à des exigences d'intégrité accrues lors d'une détermination de la position assistée par GNSS. Le procédé comprend le calcul des erreurs systématiques de position possibles liées à la combinaison des erreurs systématiques des distributions d'erreurs des mesures de pseudo-distance assistées par GNSS dans une zone donnée sur une projection avec une matrice théorique pour la région définie et la génération des informations d'intégrité en vue de satisfaire à des exigences d'intégrité accrues en soustrayant de limites d'alerte les erreurs systématiques de position possibles déterminées, qui résultent de la combinaison d'erreurs systématiques. Les informations d'intégrité générées, c'est-à-dire les limites d'alerte réduites et/ou les niveaux de protection accrus, peuvent être diffusées avec des ensembles de données FAS qui sont envoyés par les stations au sol d'un système d'extension installées sur les aéroports ou avec les signaux d'un SBAS, et ainsi être reçues par des récepteurs SBAS appropriés installés dans les aéronefs, puis interprétées. En variante, les limites d'alerte réduites peuvent être stockées dans une base de données dans le système de gestion de vol de l'aéronef et être ainsi rendues accessibles au récepteur SBAS/GBAS et au système de gestion de vol. Un dispositif destiné à mettre en œuvre le procédé peut être installé dans une station au sol d'un GBAS, de sorte que les informations d'intégrité peuvent être diffusées par la station au sol dans une zone donnée, par exemple un aéroport.
Un procédé et un dispositif de détermination de la position d'un aéronef pendant l'approche d'atterrissage sont connus du document US 2013/0079958 Al, avec lesquels l'aéronef est guidé pendant l'approche d'atterrissage par des informations de position qui sont reçues par un système de navigation par satellite GNSS. Ces informations peuvent être combinées avec les informations d'un système d'assistance, notamment un SBAS, un ABAS ou un système GBAS.
OBJET DE L'INVENTION L'invention a pour objet de rendre possible sans grande complexité, sur les aéroports sans GLS, un atterrissage automatique assisté par navigation par satellite d'aéronefs qui sont équipés et homologués pour le GLS.
SOLUTION L'objet de l'invention est réalisé par un procédé ayant les caractéristiques de la revendication indépendante 1 et un dispositif ayant les caractéristiques de la revendication indépendante 7. Les revendications dépendantes concernent des formes de réalisation préférées du procédé selon l'invention et du dispositif selon l'invention.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
Avec un procédé selon l'invention de fourniture de paquets de données GLS (GBAS Landing System - Système d'atterrissage GBAS) pour un atterrissage automatique assisté par navigation par satellite sur un aéronef, les paquets de données GLS comprenant des données de correction GBAS (Ground-Based Augmentation System - Système de renforcement au sol) pour la navigation par satellite, notamment la navigation par satellite GNSS (Global Navigation Satellite System), et des données FAS (Final Approach Segment - Segment d'approche finale), qui décrivent une approche d'atterrissage de consigne de l'aéronef, des données de correction SBAS (Satellite-Based Augmentation System - Système de renforcement satellitaire) pour la navigation par satellite sont reçues en provenance d'un satellite SBAS. Les données de correction SBAS reçues sont converties en données de correction GBAS. Les données de correction GBAS obtenues par la conversion des données de correction SBAS reçues sont fusionnées avec les données FAS en les paquets de données GLS. Les paquets de données GLS sont communiqués à l'aéronef par le biais d'une liaison radioélectrique.
Dans l'aéronef, ces paquets de données GLS ne peuvent pas être différenciés de ceux qui contiennent des données de correction ayant été générées à l'origine avec un GBAS. L'aéronef, c'est-à-dire son pilote automatique, peut utiliser les paquets de données GLS pour un atterrissage GLS habituel, c'est-à-dire pour une approche de précision qui peut être poursuivie jusqu'à l'atterrissage final de l'aéronef.
Aucune modification n'est nécessaire à cet effet dans l'aéronef par rapport à un aéronef déjà équipé et homologué actuellement pour les atterrissages GLS.
La fourniture selon l'invention du paquet de données GLS, c'est-à-dire de paquets de données selon la norme GLS, est également possible sans une génération complexe de données de correction GBAS avec un GBAS classique, c'est-à-dire à l'aide de plusieurs récepteurs de référence à des positions fixes. Le procédé selon l'invention, par contre, peut être mis en oeuvre en un endroit unique dont il n'est pas nécessaire de connaître la position avec précision.
Il s'avère en outre que la conversion des données de correction SBAS en données de correction GBAS ne pose fondamentalement aucun problème. Une homologation du procédé selon l'invention pour les atterrissages automatiques d'aéronefs devrait ainsi également être possible sans difficultés. Une homologation unique du procédé ou d'un dispositif correspondant devrait ici être suffisante, ce qui veut dire qu'une homologation indépendante du lieu d'application de l'invention devrait être possible.
Lors de la conversion des données de correction SBAS en données de correction GBAS, des données de correction qui sont manquantes aux données de correction selon la norme SBAS peuvent être complétées. Ces données de correction manquantes peuvent être générées, par exemple, par extrapolation à partir des données de correction SBAS existantes ou un autre traitement de ces données de correction SBAS existantes.
Pour les données FAS qui décrivent l'approche d'atterrissage de consigne de l'aéronef, les données brutes relatives à l'approche d'atterrissage de consigne peuvent être récupérées auprès d'une mémoire de données de trajectoire ou d'un appareil de saisie de trajectoire. L'appareil de saisie de trajectoire peut être utilisé non seulement pour la saisie d'une approche d'atterrissage de consigne totalement nouvelle, mais également pour sélectionner une parmi plusieurs approches d'atterrissage de consigne à propos desquelles des données sont enregistrées dans la mémoire de données de trajectoire.
Les données brutes relatives à l'approche d'atterrissage de consigne peuvent être converties avec des données issues d'une base de données de navigation en les données FAS relatives à l'approche d'atterrissage de consigne.
Toutes les étapes du procédé selon l'invention peuvent être exécutées au sol, de sorte que le procédé ne représente rien d'autre pour un aéronef que la fourniture de paquets de données GLS de la manière habituelle à l'aide d'un GBAS.
Mais il est en principe également possible de mettre en œuvre le procédé selon l'invention dans un aéronef. Pour ce faire, un dispositif selon l'invention est installé dans l'aéronef. Ce dispositif selon l'invention installé dans l'aéronef transmet lui aussi les paquets de données GLS par le biais des liaisons radioélectriques aux parties de l'aéronef qui appliquent le GLS. Le dispositif selon l'invention est totalement séparé de celles-ci.
Le dispositif selon l'invention destiné à mettre en œuvre le procédé selon l'invention possède un récepteur qui reçoit des données de correction SBAS pour la navigation par satellite en provenance d'un satellite SBAS. Un convertisseur est présent, lequel convertit les données de correction SBAS reçues par le récepteur en données de correction GBAS. Un fusionneur (Message Builder - Créateur de message) est présent, lequel fusionne en paquets de données GLS les données de correction GBAS converties avec des données FAS qui décrivent une approche d'atterrissage de consigne d'un aéronef. Un émetteur est présent, lequel communique les paquets de données GLS par le biais d'une liaison radioélectrique à l'aéronef pour un atterrissage automatique assisté par navigation par satellite.
Le convertisseur ou le fusionneur peuvent compléter des données de correction qui sont manquantes dans les données de correction SBAS pour la navigation par satellite par rapport à la norme GBAS. Ces données de correction manquantes peuvent être générées par un générateur de données de correction à partir des données de correction SBAS existantes.
Une mémoire de données de trajectoire et/ou un appareil de saisie de trajectoire peuvent être présents pour la fourniture des données brutes relatives à l'approche d'atterrissage de consigne. Le fusionneur peut convertir les données brutes relatives à l'approche d'atterrissage de consigne, conjointement avec les données issues d'une base de données de navigation, en les données FAS relatives à l'approche d'atterrissage de consigne.
La totalité du dispositif selon l'invention peut être installée au sol ou à bord d'un aéronef.
Des perfectionnements avantageux de l'invention résultent des revendications, de la description et des dessins. Les avantages mentionnés dans la description des caractéristiques et de combinaisons de plusieurs caractéristiques sont uniquement des exemples et peuvent prendre effet en alternative ou de manière cumulative sans que les avantages doivent obligatoirement être obtenus par les formes de réalisation selon l'invention. Sans pour autant modifier l'objet des revendications jointes, ce qui suit s'applique pour ce qui concerne la teneur de la publication des documents de demande initiaux et du brevet : des caractéristiques supplémentaires peuvent être relevées dans les dessins, notamment dans les formes géométriques représentées et dans les dimensions relatives de plusieurs composants les uns par rapport aux autres ainsi que dans leur disposition et liaison fonctionnelle relative. La combinaison des caractéristiques de différentes formes de réalisation de l'invention ou de caractéristiques de différentes revendications est également possible contrairement au retrait choisi des revendications et est ici encouragée. Cela concerne également les caractéristiques qui sont représentées dans des dessins séparés ou qui sont mentionnées lors de leur description. Ces caractéristiques peuvent également être combinées avec des caractéristiques de revendications différentes. De même, les caractéristiques mentionnées dans les revendications peuvent être annulées pour d'autres formes de réalisation de l'invention.
Le nombre de caractéristiques mentionnées dans les revendications et dans la description est à interpréter en ce qu'il existe exactement ce nombre, ou un nombre supérieur au nombre indiqué, sans qu'une utilisation explicite de l'expression « au minimum » soit nécessaire. Ainsi, par exemple, lorsqu'il est question d'un élément, il faut comprendre qu'exactement un élément, deux éléments ou plus d'éléments sont présents. Les caractéristiques mentionnées dans les revendications peuvent être complétées par d'autres caractéristiques ou être les seules caractéristiques que possède le produit respectif.
Les caractères de référence que contiennent les revendications ne constituent pas une restriction de l'étendue des objets protégés par les revendications. Ils servent uniquement à rendre les revendications plus facilement compréhensibles.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES L'invention sera expliquée et décrite plus précisément ci-après à l'aide d'exemples de réalisation préférés représentés dans la figure.
Figure 1 représente un synoptique qui illustre à la fois la mise en œuvre du procédé selon l'invention ët la structure du dispositif selon l'invention.
DESCRIPTION DES FIGURES
Le dispositif 1 représenté dans la Figure 1 possède une unité centrale 2 à laquelle sont raccordés un récepteur 3 et un émetteur 19. Le récepteur 3 reçoit des données de correction SBAS 4 selon la norme SBAS (Satellite-Based Augmentation System - Système de renforcement satellitaire) en provenance d'un satellite SBAS 5. Le récepteur 3 peut posséder à cet effet une antenne 6, étendue par rapport à une antenne GNSS (Global Navigation Satellite System) standard, ou une antenne spéciale uniquement pour les données de correction SBAS 4. La différence ne sera pas faite explicitement ici et dans ce qui suit entre les signaux reçus par le récepteur
3 avec l'antenne 6 en provenance du satellite SBAS 5 et les données de correction SBAS 4 qu'ils contiennent. Le récepteur 3 transfère les données de correction SBAS 4 à l'unité centrale 2 du dispositif 1. Elles y sont converties par un convertisseur 7 en données de correction GBAS 8 selon la norme GBAS. Ces données de correction GBAS 8 sont retransmises par le convertisseur 7 à un fusionneur 9. Le fusionneur 9 peut les compléter avec les données de correction 10 qui sont manquantes pour des données de correction complètes selon la norme GBAS. Le fusionneur 9 obtient ces données de correction 10 manquantes de la part d'un générateur de données de correction 11 qui les génère à partir des données de correction 8 existantes. Des données FAS (GBAS Landing System - Segment d'approche finale) relatives à une approche d'atterrissage de Consigne peuvent également faire partie des paquets de données GLS (GBAS Landing System - Système d'atterrissage GBAS) 12 assemblés par le fusionneur 9. Ces données FAS sont créées à partir de données brutes 13 qui proviennent, au choix, d'une mémoire de données de trajectoire 14 ou d'un appareil de saisie de trajectoire 15, et de données 16 d'une base de données de navigation 17. L'appareil de saisie de trajectoire 15 peut fournir les données brutes 13 sur la base de valeurs fondamentales comme la direction d'approche et l'angle de descente, lesquelles sont saisies par le biais d'une interface utilisateur. Les paquets de données GLS 12 sont assemblés par le fusionneur 9 de telle sorte qu'ils rendent possible un atterrissage GLS, c'est-à-dire un atterrissage automatique assisté par navigation par satellite d'un aéronef 18, auquel les paquets de données 12 sont communiqués par l'émetteur 19. L'émetteur 19 possède ici une antenne 20, notamment une antenne VHF, avec laquelle les paquets de données 12 selon la norme GLS sont transmis à l'aéronef 18 par le biais d'une liaison radioélectrique 21.
Lorsque le dispositif 1 est installé dans l'aéronef 18 lui-même, la mémoire de données de trajectoire doit comprendre des données brutes 13 relatives à des approches d'atterrissage de consigne pour tous les aéroports desservis par l'aéronef 18 et sur lesquels un atterrissage automatique assisté par navigation par satellite de l'aéronef 18 doit être possible, ou alors des saisies appropriées doivent être effectuées dans l'appareil de saisie de trajectoire 15 pour les aéroports non pris en compte.
NOMENCLATURE 1 Dispositif 2 Unité centrale 3 Récepteur
4 Données de correction SBAS
5 Satellite SBAS 6 Antenne 7 Convertisseur
8 Données de correction GBAS 9 Fusionneur 10 Données de correction 11 Générateur de données de correction 12 Paquet de données 13 Données brutes 14 Mémoire de données de trajectoire 15 Appareil de saisie de trajectoire 16 Données 17 Base de données de navigation 18 Aéronef 19 Émetteur 20 Antenne 21 Liaison radioélectrique

Claims (12)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de fourniture de paquets de données GLS (GBAS Landing System - Système d'atterrissage GBAS) (12) pour un atterrissage automatique assisté par navigation par satellite à un aéronef (18), les paquets de données GLS (12) comprenant des données de correction GBAS (Ground-Based Augmentation System - Système de renforcement au sol) (8, 10) pour la navigation par satellite et des données FAS (GBAS Landing System - Segment d'approche finale), lesquelles décrivent une approche d'atterrissage de consigne de l'aéronef (18), et étant communiqués à l'aéronef (18) par le biais d'une liaison radioélectrique (21), caractérisé en ce, - que des données de correction SBAS (Satellite-Based Augmentation System - Système de renforcement satellitaire) (4) pour la navigation par satellite sont reçues de la part d'un satellite SBAS (5), - que les données de correction SBAS (4) sont converties en données de correction GBAS (8) et - que les données de correction GBAS (8) obtenues par la conversion sont fusionnées avec les données FAS relatives à l'approche d'atterrissage de consigne en les paquets de données GLS (12).
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lors de la conversion des données de correction SBAS (4) en les données de correction GBAS (8), les données de correction (10) qui sont manquantes aux données de correction SBAS reçues (4) par rapport à des données de correction GBAS complètes sont complétées.
  3. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les données de correction (10) manquantes sont générées à partir des données de correction SBAS (4) reçues.
  4. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les données brutes (13) relatives à l'approche d'atterrissage de consigne sont récupérées auprès d'une mémoire de données de trajectoire (14) ou auprès d'un appareil de saisie de trajectoire (15).
  5. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les données brutes (13) relatives à l'approche d'atterrissage de consigne sont converties en les données FAS avec des données (16) issues d'une base de données de navigation (17).
  6. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que toutes les étapes du procédé sont exécutées au sol.
  7. 7. Procédé (1) pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes, comprenant - un fusionneur (9) qui fusionne des données de correction GBAS (8, 10) pour la navigation par satellite et des paquets de données GLS (12) comprenant des données FAS, qui décrivent une approche d'atterrissage de consigne d'un aéronef (18), pour un atterrissage automatique assisté par navigation par satellite de l'aéronef (18), - et un émetteur (19) qui communique les paquets de données GLS (12) à l'aéronef (18) par le biais d'une liaison radioélectrique (21), caractérisé en ce - qu'un récepteur (3) est présent, lequel reçoit les données de correction SBAS (4) pour la navigation par satellite de la part d'un satellite SBAS (5), - qu'un convertisseur (7) est présent, lequel convertit les données de correction SBAS (4) reçues par le récepteur (3) en données de correction GBAS (8), et - que le fusionneur (9) fusionne les données de correction GBAS (8) reçues de la part du convertisseur (7) avec les données FAS en les paquets de données GLS (12).
  8. 8. Dispositif (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le convertisseur (7) ou le fusionneur (9) complète des données de correction (10) qui sont manquantes au niveau des données de correction SBAS (4) reçues par rapport à des données de correction GBAS complètes.
  9. 9. Dispositif (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un générateur de données de correction (11) est présent pour les données de correction (10) manquantes, lequel génère les données de correction (10) manquantes à partir des données de correction SBAS (4) reçues.
  10. 10. Dispositif (1) selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'une mémoire de données de trajectoire (14) et/ou un appareil de saisie de trajectoire (15) est/sont présent(s) pour la fourniture de données brutes (13) relatives à l'approche d'atterrissage de consigne.
  11. 11. Dispositif (1) selon la revendication 10, caractérisé en ce que le fusionneur (9) convertit les données brutes (13) relatives à l'approche d'atterrissage de consigne conjointement avec des données (16) issues d'une base de données de navigation (17) en les données FAS.
  12. 12. Dispositif (1) selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que le dispositif (1) est installé au sol.
FR1660574A 2015-11-10 2016-11-02 Procede et dispositif de fourniture de donnees pour un atterissage automatique assiste par navigation par satellite sur un aeronef Active FR3043486B1 (fr)

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