FR3056305A1 - FLIGHT IN TRAINING OF AEROSPATIAL VEHICLES - Google Patents
FLIGHT IN TRAINING OF AEROSPATIAL VEHICLES Download PDFInfo
- Publication number
- FR3056305A1 FR3056305A1 FR1658740A FR1658740A FR3056305A1 FR 3056305 A1 FR3056305 A1 FR 3056305A1 FR 1658740 A FR1658740 A FR 1658740A FR 1658740 A FR1658740 A FR 1658740A FR 3056305 A1 FR3056305 A1 FR 3056305A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- aerospace
- formation
- primary
- aerospace vehicle
- vehicles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000012549 training Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 86
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 41
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims 2
- 230000010006 flight Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 12
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000036541 health Effects 0.000 description 3
- 241000931526 Acer campestre Species 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 238000005040 ion trap Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 241000238876 Acari Species 0.000 description 1
- 108091092878 Microsatellite Proteins 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000003862 health status Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000017105 transposition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/42—Determining position
- G01S19/51—Relative positioning
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/10—Artificial satellites; Systems of such satellites; Interplanetary vehicles
- B64G1/1085—Swarms and constellations
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
- G01S19/09—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing processing capability normally carried out by the receiver
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/13—Receivers
- G01S19/14—Receivers specially adapted for specific applications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/0009—Transmission of position information to remote stations
- G01S5/0072—Transmission between mobile stations, e.g. anti-collision systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U2201/00—UAVs characterised by their flight controls
- B64U2201/10—UAVs characterised by their flight controls autonomous, i.e. by navigating independently from ground or air stations, e.g. by using inertial navigation systems [INS]
- B64U2201/102—UAVs characterised by their flight controls autonomous, i.e. by navigating independently from ground or air stations, e.g. by using inertial navigation systems [INS] adapted for flying in formations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U2201/00—UAVs characterised by their flight controls
- B64U2201/20—Remote controls
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Vol en formation de véhicules aérospatiaux Un véhicule aérospatial primaire (SM), apte à communiquer avec un ou plusieurs véhicules aérospatiaux secondaires (SE1, SE2,..., SEi,..., SEN) d'une formation de véhicules aérospatiaux (10), comprenant une antenne configurée pour réceptionner des signaux GNSS, un numériseur configuré pour numériser les signaux GNSS réceptionnés par l'antenne, un système de communication configuré pour réceptionner des données comprenant des signaux GNSS numérisés par les un ou plusieurs véhicules aérospatiaux secondaires et pour transmettre des données comprenant des instructions de vol pour les un ou plusieurs véhicules aérospatiaux secondaires et un processeur de signaux GNSS embarqué configuré pour déterminer un état de navigation de la formation sur base des signaux GNSS numérisés provenant du numériseur ainsi que de ceux provenant, via le système de communication, de l'un ou des plusieurs véhicules aérospatiaux de la formation. L'invention sera d'intérêt pour tous les acteurs intéressés par les vols en formation de véhicules aérospatiaux.Flight in aerospace vehicle formation A primary aerospace vehicle (SM), capable of communicating with one or more secondary aerospace vehicles (SE1, SE2, ..., SEi, ..., SEN) of an aerospace vehicle formation (10). ), comprising an antenna configured to receive GNSS signals, a digitizer configured to digitize the GNSS signals received by the antenna, a communication system configured to receive data including GNSS signals digitized by one or more secondary aerospace vehicles, and transmitting data including flight instructions for one or more secondary aerospace vehicles and an on-board GNSS signal processor configured to determine a training navigation state based on the digitized GNSS signals from the digitizer as well as those from, via the communication system, one or more aerospace vehicles of the f raining. The invention will be of interest to all stakeholders interested in aerospace training flights.
Description
Domaine Technique [0001] De manière générale, l’invention concerne des véhicules aérospatiaux conçus pour être capables de voler en formation sous la supervision d’un véhicule aérospatial particulier.Technical Field [0001] In general, the invention relates to aerospace vehicles designed to be able to fly in formation under the supervision of a particular aerospace vehicle.
Arrière-plan technologique [0002] La réalisation d’un vol en formation par des véhicules aérospatiaux est un sujet très étudié actuellement. En particulier, des vols en formation en toute sécurité et de façon autonome pourraient ouvrir la voie à la réalisation d’une multitude d’applications telles que, par exemple, des télescopes spatiaux ou aéroportés à îo grande ouverture, des interféromètres spatiaux ou aéroportés très précis, des radars à synthèse d’ouverture, des manœuvres complexes par des véhicules aérospatiaux, etc.Technological background The realization of a formation flight by aerospace vehicles is a subject which is very much studied at present. In particular, training flights in complete safety and independently could open the way to the realization of a multitude of applications such as, for example, space or airborne telescopes with a large aperture, very spaceborne or airborne interferometers precise, synthetic aperture radars, complex maneuvers by aerospace vehicles, etc.
[0003] Le document US 2010/0032528 décrit un système de contrôle de déploiement d’au moins deux engins spatiaux destinés à se déplacer en formation sous le contrôle de stations au sol. Chaque engin est relié à une station au sol par une liaison de communication. Les manœuvres à effectuer par chaque engin spatial sont déterminées au sol afin de placer la formation dans une configuration choisie. Les instructions pour effectuer les manœuvres sont envoyées séparément à chaque engin par les stations au sol.Document US 2010/0032528 describes a system for controlling the deployment of at least two spacecraft intended to move in formation under the control of ground stations. Each machine is connected to a ground station by a communication link. The maneuvers to be performed by each spacecraft are determined on the ground in order to place the formation in a chosen configuration. The instructions for carrying out the maneuvers are sent separately to each machine by the ground stations.
[0004] L’objectif de la présente invention est de pallier aux inconvénients des solutions existantes.The objective of the present invention is to overcome the drawbacks of existing solutions.
Description générale de l’invention [0005] Selon un aspect de l’invention, les véhicules aérospatiaux sont configurés pour permettre une approche globale de la supervision et/ou gestion de la formation afin que la mise en œuvre du système de contrôle ainsi que la gestion de la formation ne soient pas sensiblement plus compliquées ni coûteuses que celles d’un véhicule aérospatial unique.General description of the invention [0005] According to one aspect of the invention, aerospace vehicles are configured to allow a global approach to the supervision and / or management of training so that the implementation of the control system as well as the training management is not significantly more complicated or expensive than that of a single aerospace vehicle.
[0006] Dans le contexte de ce document, l’expression « véhicules aérospatiaux » englobe les véhicule spatiaux (p.ex. des satellites, des sondes, etc.) ainsi que les véhicules aéronautiques (p.ex. des drones, des avions, etc.). Le terme « véhicule aérospatial primaire » fait référence à un véhicule aérospatial responsable d’un ou de plusieurs autres véhicules aérospatiaux qui lui sont attribués, appelés « véhicules aérospatiaux secondaires ». Les véhicules aérospatiaux secondaires peuvent être supervisés et/ou gérés par le véhicule aérospatial primaire. Les véhicules aérospatiaux visés par ce document sont conçus pour voler en formation, c’est-à-dire pour réaliser un vol coordonné. De préférence, les véhicules aérospatiaux secondaires de la formation sont éloignés, au maximum de 500 km, préférablement au maximum de 100 km, plus préférablement au maximum de îo 50 km, encore plus préférablement au maximum de 10 km, du véhicule aérospatial primaire.In the context of this document, the expression "aerospace vehicles" includes space vehicles (eg satellites, probes, etc.) as well as aeronautical vehicles (eg drones, planes , etc.). The term "primary aerospace vehicle" refers to an aerospace vehicle responsible for one or more other aerospace vehicles assigned to it, called "secondary aerospace vehicles". Secondary aerospace vehicles can be supervised and / or managed by the primary aerospace vehicle. The aerospace vehicles covered by this document are designed to fly in formation, that is, to perform a coordinated flight. Preferably, the secondary aerospace vehicles of the formation are distant, at most 500 km, preferably at most 100 km, more preferably at most 50 km, even more preferably at most 10 km, from the primary aerospace vehicle.
[0007] Un premier aspect de la présente invention se rapporte à un véhicule aérospatial primaire, apte à communiquer avec un ou plusieurs véhicules aérospatiaux secondaires d’une formation de véhicules aérospatiaux. Le véhicule aérospatial primaire comprend une antenne configurée pour réceptionner des signaux de radionavigation aussi appelés signaux GNSS (GNSS pour « Global Navigation Satellite System » en anglais), un numériseur configuré pour numériser les signaux GNSS réceptionnés par l’antenne, un système de communication configuré pour réceptionner des données comprenant des signaux GNSS numérisés par les un ou plusieurs véhicules aérospatiaux secondaires et pour transmettre des données comprenant des instructions de vol pour les un ou plusieurs véhicules aérospatiaux secondaires et un processeur de signaux GNSS embarqué. Le processeur de signaux GNSS embarqué est configuré pour déterminer un état de navigation de la formation sur base des signaux GNSS numérisés provenant du numériseur ainsi que de ceux provenant, via le système de communication, de l’un ou des plusieurs véhicules aérospatiaux de la formation.A first aspect of the present invention relates to a primary aerospace vehicle, capable of communicating with one or more secondary aerospace vehicles of an aerospace vehicle formation. The primary aerospace vehicle includes an antenna configured to receive radio navigation signals also called GNSS signals (GNSS ("Global Navigation Satellite System" in English)), a digitizer configured to digitize the GNSS signals received by the antenna, a configured communication system for receiving data comprising GNSS signals digitized by the one or more secondary aerospace vehicles and for transmitting data comprising flight instructions for the one or more secondary aerospace vehicles and an onboard GNSS signal processor. The on-board GNSS signal processor is configured to determine a navigation state of the formation on the basis of the digitized GNSS signals coming from the digitizer as well as those coming, via the communication system, from one or more aerospace vehicles of the formation. .
[0008] Un signal GNSS correspond à un signal de radionavigation émis par un satellite GNSS (GPS, GLONASS, Galileo, ...) dans une certaine bande de fréquences. Le signal GNSS comprend une porteuse modulée par un code, des données (sauf dans le cas d’un signal pilote), et, optionnellement, une sousporteuse. La porteuse est de forme sinusoïdale à une certaine fréquence (par exemple à une fréquence de 1575,42 MHz dans la bande de fréquences L1). Le code est un code binaire pseudo-aléatoire (« Pseudo-Random Noise (PRN) sequences » ou « PRN code » en anglais) identifiant le satellite émetteur. Les données comprennent des données de navigation comprenant, par exemple et entre autre, des éphémérides du satellite GNSS émetteur et des données de type « almanach » sur la constellation GNSS. La modulation de la porteuse par le code binaire pseudo-aléatoire et les données provoque un étalement du spectre autour de la fréquence (centrale) de la porteuse (par exemple, pour un signal de code GPS C/A, l’étalement autour de la fréquence centrale est de 1575,42 ± 1,023 MHz pour le lobe principal). Les codes pseudo-aléatoires des différents satellites GNSS sont îo orthogonaux, ce qui résulte en un système d’accès multiple par répartition en code (AMRT) à la ressource fréquentielle partagée par tous les satellites GNSS (c.-à-d.A GNSS signal corresponds to a radio navigation signal emitted by a GNSS satellite (GPS, GLONASS, Galileo, ...) in a certain frequency band. The GNSS signal includes a carrier modulated by a code, data (except in the case of a pilot signal), and, optionally, a subcarrier. The carrier is sinusoidal at a certain frequency (for example at a frequency of 1575.42 MHz in the frequency band L1). The code is a pseudo-random binary code (“Pseudo-Random Noise (PRN) sequences” or “PRN code” in English) identifying the transmitting satellite. The data include navigation data comprising, for example and among others, ephemerides of the transmitting GNSS satellite and “almanac” type data on the GNSS constellation. The modulation of the carrier by the pseudo-random binary code and the data causes the spectrum to be spread around the (central) frequency of the carrier (for example, for a signal of GPS code C / A, the spread around the center frequency is 1575.42 ± 1.023 MHz for the main lobe). The pseudo-random codes of the different GNSS satellites are orthogonal, which results in a code division multiple access (TDMA) system to the frequency resource shared by all GNSS satellites (i.e.
la fréquence porteuse).carrier frequency).
[0009] À la réception (dans notre cas au niveau d’un véhicule aérospatial primaire ou secondaire), les signaux GNSS émanant des satellites GNSS « visibles » (c.-à-d.On reception (in our case at the level of a primary or secondary aerospace vehicle), the GNSS signals emanating from the “visible” GNSS satellites (ie.
non-éclipsés depuis l’antenne de réception) sont mélangés. Leurs réception et traitement comprennent plusieurs étapes, la première comprenant la numérisation (éventuellement après transposition vers une fréquence intermédiaire) par un étage de tête radiofréquence (« RF front end » en anglais) équipé d’un convertisseur analogique-numérique. Après la numérisation suit l’étape d’acquisition et de poursuite, qui est réalisée sur plusieurs canaux de traitement en parallèle pour différents signaux GNSS, et qui produit des observables, p.ex. des observables de code, des observables de phase, etc. Les observables sont traitées dans un étage de navigation, configuré pour estimer position, vitesse et/ou temps.not eclipsed from the receiving antenna) are mixed. Their reception and processing includes several stages, the first comprising digitization (possibly after transposition to an intermediate frequency) by a radio frequency head stage ("RF front end" in English) equipped with an analog-digital converter. After digitization follows the acquisition and tracking step, which is carried out on several processing channels in parallel for different GNSS signals, and which produces observables, eg code observables, phase observables, etc. . Observables are processed in a navigation stage, configured to estimate position, speed and / or time.
[0010] Dans le contexte de la présente invention, les signaux GNSS numérisés et transmis par les un ou plusieurs véhicules aérospatiaux secondaires correspondent aux signaux GNSS délivrés par un convertisseur analogique-numérique de l’étage de tête radiofréquence, avant tout traitement subséquent d’acquisition ou de poursuite. Les paquets de données contenant les signaux GNSS numérisés transmis au véhicule aérospatial primaire de la formation peuvent être compris comme des « clichés » des signaux GNSS réceptionnés bruts dans une certaine bande de fréquences, pris par les véhicules aérospatiaux secondaires de la formation durant un certain intervalle de temps. En pratique, le matériel de traitement de signaux GNSS embarqué sur un véhicule aérospatial peut se limiter à une antenne et un étage de tête radiofréquence (« RF front end » en anglais) équipé d’un convertisseur analogique-numérique.In the context of the present invention, the GNSS signals digitized and transmitted by the one or more secondary aerospace vehicles correspond to the GNSS signals delivered by an analog-digital converter of the radiofrequency head stage, before any subsequent processing of acquisition or prosecution. The data packets containing the digitized GNSS signals transmitted to the primary aerospace vehicle of the formation can be understood as "snapshots" of the GNSS signals received raw in a certain frequency band, taken by the secondary aerospace vehicles of the formation during a certain interval of time. In practice, GNSS signal processing equipment on board an aerospace vehicle can be limited to an antenna and a radiofrequency head stage ("RF front end") equipped with an analog-digital converter.
[0011] Le système de communication peut être un quelconque système de communication sans fil adapté à la communication entre véhicules aérospatiaux. Selon un mode de réalisation de l’invention, la communication peut être réalisée sur une bande radiofréquence, au travers d’antennes radiofréquences présentes sur chaque véhicule aérospatial de la formation. Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le système de communication du véhicule aérospatial primaire est un système de communication optique, comprenant un laser pour transmettre les données et un récepteur optique pour réceptionner des données. Les données à transmettre aux un ou plusieurs véhicules aérospatiaux secondaires peuvent comprendre, par exemple, des instructions de vol. Les instructions de vol peuvent comprendre, par exemple, des commandes destinées aux actionneurs du système de propulsion, aux actionneurs de panneaux solaires afin de déployer les panneaux dans une certaine direction, etc. Les données, provenant des un ou plusieurs véhicules aérospatiaux secondaires, à transmettre au véhicule aérospatial primaire comprennent notamment les signaux GNSS numérisés (les « clichés » mentionnés ci-dessus).The communication system can be any wireless communication system suitable for communication between aerospace vehicles. According to one embodiment of the invention, the communication can be carried out on a radiofrequency band, through radiofrequency antennas present on each aerospace vehicle of the formation. According to a preferred embodiment of the invention, the communication system of the primary aerospace vehicle is an optical communication system, comprising a laser for transmitting the data and an optical receiver for receiving the data. The data to be transmitted to one or more secondary aerospace vehicles may include, for example, flight instructions. Flight instructions may include, for example, controls for propulsion system actuators, solar panel actuators to deploy the panels in a certain direction, etc. The data, coming from one or more secondary aerospace vehicles, to be transmitted to the primary aerospace vehicle notably include the digitized GNSS signals (the "snapshots" mentioned above).
[0012] Par « état de navigation » de la formation, on entend l’ensemble des positions des véhicules aérospatiaux de la formation. Optionnellement, l’état de navigation peut aussi comprendre, entre autre, des vitesses et/ou des accélérations des un ou plusieurs (et préférablement de tous les) véhicules aérospatiaux de la formation. Selon un mode de réalisation de l’invention, les grandeurs physiques reliées à l’état de navigation (positions, vitesses, etc.) sont des grandeurs relatives par rapport à un véhicule aérospatial de référence de la formation. Le véhicule de référence est préférablement le véhicule aérospatial primaire. Il sera apprécié que l’état de navigation de la formation est déterminé de manière centralisée sur le véhicule aérospatial primaire. En fait, tout traitement des signaux GNSS relatif à la détermination de l’état de navigation de la formation (p.ex. des étapes d’acquisition/poursuite etc.) en aval de la numérisation des signaux GNSS (qui est réalisée sur tous les véhicules de la formation), est exécuté centralement sur le véhicule aérospatial primaire. Autrement dit, uniquement le véhicule aérospatial primaire dispose d’un récepteur GNSS complet. Il va de soi que le récepteur GNSS est plus développé qu’un récepteur GNSS standard, étant donné qu’il doit être en mesure de prendre en charge les signaux GNSS reçus par toutes les antennesBy "navigation state" of the formation, we mean all the positions of the aerospace vehicles of the formation. Optionally, the navigation state can also include, among other things, speeds and / or accelerations of one or more (and preferably all) aerospace vehicles of the formation. According to one embodiment of the invention, the physical quantities related to the navigation state (positions, speeds, etc.) are relative quantities with respect to a reference aerospace vehicle of the formation. The reference vehicle is preferably the primary aerospace vehicle. It will be appreciated that the navigation state of the formation is determined centrally on the primary aerospace vehicle. In fact, any processing of GNSS signals relating to the determination of the navigation state of the formation (eg acquisition / pursuit stages, etc.) downstream of the digitization of GNSS signals (which is carried out on all training vehicles), is executed centrally on the primary aerospace vehicle. In other words, only the primary aerospace vehicle has a full GNSS receiver. It goes without saying that the GNSS receiver is more developed than a standard GNSS receiver, since it must be able to support the GNSS signals received by all the antennas
GNSS distribuées sur les véhicules aérospatiaux de la formation.GNSS distributed on aerospace training vehicles.
[0013] Selon un mode de réalisation de l’invention, les véhicules aérospatiaux de la formation comprennent chacun plusieurs antennes configurées pour réceptionner les signaux GNSS dans l’espace. L’emploi de plusieurs antennes GNSS sur un véhicule aérospatial de la formation permet de déterminer l’attitude (l’orientation îo dans l’espace) de ce véhicule aérospatial dans le cadre de la détermination de l’état de navigation de la formation.According to one embodiment of the invention, the aerospace vehicles of the formation each include several antennas configured to receive GNSS signals in space. The use of several GNSS antennas on an aerospace vehicle of the formation makes it possible to determine the attitude (the orientation iso in space) of this aerospace vehicle within the framework of the determination of the navigation state of the formation.
[0014] De préférence, le processeur de signaux GNSS du véhicule aérospatial primaire est configuré pour déterminer l’état de navigation à l’aide de contraintes connues sur la formation. Une détermination sous contraintes permet, entre autre de restreindre le nombre de solutions possibles de l’état de navigation. Autrement dit, une détermination de l’état de navigation de la formation sous contraintes permet de sensiblement augmenter la précision de l’état de navigation déterminé. Ces contraintes peuvent comprendre, par exemple, des positions antérieures des véhicules aérospatiaux dans la formation, des positions obtenues par des systèmes annexes (par exemple par télémétrie et/ou au travers du moyen de communication optique). Selon un mode de réalisation de l’invention, les contraintes comprennent des positions et vitesses approximatives (absolues ou relatives) des véhicules aérospatiaux de la formation.Preferably, the GNSS signal processor of the primary aerospace vehicle is configured to determine the navigation state using known constraints on training. A determination under constraints makes it possible, among other things, to limit the number of possible solutions for the navigation state. In other words, a determination of the navigation state of the training under constraints makes it possible to significantly increase the precision of the determined navigation state. These constraints may include, for example, previous positions of aerospace vehicles in the formation, positions obtained by ancillary systems (for example by telemetry and / or through the optical communication means). According to one embodiment of the invention, the constraints include approximate positions and speeds (absolute or relative) of the aerospace vehicles of the formation.
[0015] La détermination de l’état de navigation peut comprendre une démodulation des signaux GNSS réceptionnés afin d’obtenir des observables de code et de phase. Les différents signaux GNSS peuvent être combinés afin d’obtenir des observables d’autres types. P.ex. il existe des possibilités de réaliser des observables « iono-free ». L’estimation de l’état de navigation peut également comprendre l’utilisation de différences entre signaux GNSS réceptionnés par différents véhicules aérospatiaux de la formation (simples différences entre récepteurs). Un autre exemple de détermination relative de l’état de navigation comprend la réalisation de différences entre des signaux GNSS provenant de différents satellites GNSS (simples différences entre satellites GNSS). Il existe également la possibilité d’observer des « différences doubles » correspondant à des différences entre des signaux GNSS provenant de différents satellites GNSS et différents récepteurs.The determination of the navigation state may include a demodulation of the GNSS signals received in order to obtain code and phase observables. The different GNSS signals can be combined to obtain observables of other types. E.g. there are possibilities of making “iono-free” observables. Estimation of navigation status may also include the use of differences between GNSS signals received by different aerospace vehicles in the formation (simple differences between receivers). Another example of relative navigation state determination includes making differences between GNSS signals from different GNSS satellites (simple differences between GNSS satellites). There is also the possibility of observing "double differences" corresponding to differences between GNSS signals from different GNSS satellites and different receivers.
[0016] Selon un mode de réalisation de l’invention, le processeur de signauxAccording to one embodiment of the invention, the signal processor
GNSS du véhicule aérospatial primaire est configuré pour la détermination de l’état de navigation de la formation par la méthode cinématique en temps réel. Cette méthode utilise des observables de phase de porteuse doublement différentiées. La méthode cinématique en temps réel peut être la variante avec base mobile îo (« Moving baseline real-time kinematics (RTK) » en anglais) ou la variante avec base fixe, s’il existe une station de référence au sol. Le signal de la porteuse étant à haute fréquence, elle permet d’atteindre une grande précision pour la détermination de l’état de navigation. La méthode RTK détermine des grandeurs physiques relatives (par exemple les positions relatives) par rapport à une station de référence (qui peut être un véhicule aérospatial de la formation). Au cas où véhicule aérospatial de la formation fait office de la station de référence, il est préférable de combiner, dans le cadre de la détermination de l’état de navigation, la méthode RTK avec une détermination, d’au moins, la position absolue de la station de référence.GNSS of the primary aerospace vehicle is configured to determine the navigation state of the formation by the real-time kinematic method. This method uses doubly differentiated carrier phase observables. The kinematic method in real time can be the variant with mobile base îo ("Moving baseline real-time kinematics (RTK)" in English) or the variant with fixed base, if there is a reference station on the ground. The carrier signal being at high frequency, it makes it possible to achieve high accuracy in determining the navigation state. The RTK method determines relative physical quantities (for example the relative positions) with respect to a reference station (which can be an aerospace vehicle of the formation). In the case where the aerospace vehicle of the formation serves as the reference station, it is preferable to combine, as part of the determination of the navigation state, the RTK method with a determination of at least the absolute position from the reference station.
[0017] Selon un mode de réalisation de l’invention, le véhicule aérospatial primaire comprend un ordinateur de bord configuré pour communiquer, via le système de communication, avec les un ou plusieurs véhicules aérospatiaux secondaires de la formation afin de coordonner et/ou de superviser la formation sur base, entre autre, de l’état de navigation de la formation. La coordination de la formation peut comprendre, par exemple, la gestion « journalière » de la formation dans le respect de consignes de plus haut niveau. Ces consignes de plus haut niveau peuvent être, par exemple, une géométrie (statique ou dynamique) particulière à respecter. De telles consignes peuvent être fixées et transmises par une station au sol et le véhicule aérospatial primaire agit alors de sorte à maintenir cette géométrie. Le véhicule aérospatial primaire peut, par exemple, envoyer des instructions à un véhicule aérospatial secondaire afin de déployer ses panneaux solaires dans une certaine direction. Le véhicule aérospatial primaire peut aussi, par exemple, demander un rapport sur l’état de fonctionnement et/ou de santé d’un composant d’un véhicule aérospatial secondaire (par exemple sur sa propulsion). Il sera apprécié que le véhicule aérospatial primaire peut être considéré comme le centre névralgique de la formation, au moins en ce qui concerne la coordination du vol en formation.According to one embodiment of the invention, the primary aerospace vehicle comprises an on-board computer configured to communicate, via the communication system, with the one or more secondary aerospace vehicles of the training in order to coordinate and / or supervise the training based, among other things, on the navigation status of the training. Coordination of training can include, for example, "day-to-day" management of training in accordance with higher level guidelines. These higher level instructions can be, for example, a particular geometry (static or dynamic) to be observed. Such instructions can be set and transmitted by a ground station and the primary aerospace vehicle then acts so as to maintain this geometry. The primary aerospace vehicle can, for example, send instructions to a secondary aerospace vehicle to deploy its solar panels in a certain direction. The primary aerospace vehicle may also, for example, request a report on the operational and / or health status of a component of a secondary aerospace vehicle (eg on its propulsion). It will be appreciated that the primary aerospace vehicle can be considered as the nerve center of the formation, at least as regards the coordination of the formation flight.
[0018] Selon un mode de réalisation de l’invention, l’ordinateur de bord du véhicule aérospatial primaire est configuré pour affecter (ajouter) un véhicule aérospatial secondaire à la formation ou désaffecter (retirer) un véhicule aérospatial secondaire de la formation, optionnellement sur base des données relatives à l’état de îo fonctionnement du véhicule aérospatial secondaire considéré.According to one embodiment of the invention, the on-board computer of the primary aerospace vehicle is configured to assign (add) a secondary aerospace vehicle to the training or to decommission (remove) a secondary aerospace vehicle from the training, optionally based on data relating to the operating state of the secondary aerospace vehicle considered.
[0019] Le véhicule aérospatial primaire comprend préférablement une horloge interne unique, partagée avec chacun de ses composants, et un ordinateur de bord ou le processeur de signaux GNSS embarqué. L’horloge unique et partagée permet de fournir un horodatage à des événements se déroulant à bord du véhicule aérospatial (par exemple des mesures scientifiques, des rapports de fonctionnements) de façon cohérente et unique au véhicule aérospatial. L’ordinateur de bord ou le processeur de signaux GNSS embarqué sont configurés de sorte à déterminer un biais entre une horloge d’un véhicule aérospatial (primaire ou secondaire) de la formation et une horloge de référence. Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, ce biais peut être déterminé grâce aux signaux GNSS réceptionnés par les véhicules de la formation (i.e. grâce aux clichés des signaux GNSS réceptionnés par la formation). Préférablement, tous les biais entre les horloges et l’horloge de référence sont déterminés. Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, l’horloge de référence est l’horloge du véhicule aérospatial primaire. Selon un autre mode de réalisation de l’invention, l’horloge de référence peut être celle d’un véhicule aérospatial secondaire de la formation. L’horloge présente sur le véhicule aérospatial primaire est adaptée aux restrictions imposées par des véhicules aérospatiaux. Elle peut être, par exemple, une horloge à quartz ou une horloge atomique (par exemple un maser, un piège à ions, etc.) ou autre.The primary aerospace vehicle preferably comprises a single internal clock, shared with each of its components, and an on-board computer or the on-board GNSS signal processor. The unique shared clock provides a time stamp for events taking place on board the aerospace vehicle (e.g. scientific measurements, reports of operations) in a consistent and unique way to the aerospace vehicle. The on-board computer or on-board GNSS signal processor is configured to determine a bias between a clock in an aerospace vehicle (primary or secondary) of the formation and a reference clock. According to an advantageous embodiment of the invention, this bias can be determined by virtue of the GNSS signals received by the vehicles of the formation (i.e. thanks to the stereotypes of the GNSS signals received by the formation). Preferably, all the biases between the clocks and the reference clock are determined. According to a preferred embodiment of the invention, the reference clock is the clock of the primary aerospace vehicle. According to another embodiment of the invention, the reference clock can be that of a secondary aerospace vehicle of the formation. The clock on the primary aerospace vehicle is adapted to the restrictions imposed by aerospace vehicles. It can be, for example, a quartz clock or an atomic clock (for example a maser, an ion trap, etc.) or the like.
[0020] Un second aspect de la présente invention se rapporte à un véhicule aérospatial secondaire, apte à communiquer avec un véhicule aérospatial primaire d’une formation de véhicules aérospatiaux, comprenant une antenne configurée pour réceptionner des signaux GNSS, un numériseur configuré pour numériser les signaux GNSS réceptionnés par ladite antenne, un système de communication configuré pour transmettre des données comprenant des signaux GNSS numérisés au véhicule aérospatial primaire et pour recevoir des données comprenant des instructions de vol du véhicule aérospatial primaire. Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, le numériseur est configuré pour adapter dynamiquement ses paramètres de fonctionnement, tels que sa fréquence d’échantillonnage, afin de libérer, par exemple, de la bande passante pour d’autres îo données à transmettre (par exemple des données récoltées par un instrument faisant partie de la charge utile du véhicule aérospatial secondaire).A second aspect of the present invention relates to a secondary aerospace vehicle, capable of communicating with a primary aerospace vehicle of an aerospace vehicle formation, comprising an antenna configured to receive GNSS signals, a digitizer configured to digitize the GNSS signals received by said antenna, a communication system configured to transmit data comprising digitized GNSS signals to the primary aerospace vehicle and to receive data comprising flight instructions from the primary aerospace vehicle. According to an advantageous embodiment of the invention, the digitizer is configured to dynamically adapt its operating parameters, such as its sampling frequency, in order to free up, for example, bandwidth for other data to be transmitted. (for example data collected by an instrument forming part of the payload of the secondary aerospace vehicle).
[0021] Selon un mode de réalisation de l’invention, le système de communication du véhicule aérospatial secondaire est un système de communication optique comprenant un laser pour transmettre des données comprenant des signaux GNSS et un récepteur optique pour recevoir des données comprenant des instructions de vol du véhicule aérospatial primaire.According to one embodiment of the invention, the communication system of the secondary aerospace vehicle is an optical communication system comprising a laser for transmitting data comprising GNSS signals and an optical receiver for receiving data comprising instructions for theft of the primary aerospace vehicle.
[0022] Préférablement, le véhicule aérospatial secondaire comprend un ordinateur de bord ainsi qu’une horloge interne unique, partagée avec les composants du véhicule aérospatial secondaire. L’ordinateur de bord est, de préférence, configuré pour horodater, grâce à l’horloge, les données à transmettre. L’horodatage peut comprendre, par exemple un nombre de tics depuis la mise en service de l’horloge, des signaux GNSS réceptionnés, etc. L’horloge présente sur le véhicule aérospatial secondaire est adaptée aux restrictions imposées par des véhicules aérospatiaux. Elle peut être, par exemple, une horloge à quartz ou une horloge atomique (par exemple un maser, un piège à ions, etc.) ou autre. Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, toutes les données que les véhicules aérospatiaux secondaires transmettent au véhicule aérospatial primaire sont horodatées.Preferably, the secondary aerospace vehicle comprises an on-board computer as well as a single internal clock, shared with the components of the secondary aerospace vehicle. The on-board computer is preferably configured to time stamp, using the clock, the data to be transmitted. The time stamp may include, for example, a number of ticks since the clock was put into service, GNSS signals received, etc. The clock on the secondary aerospace vehicle is adapted to the restrictions imposed by aerospace vehicles. It can be, for example, a quartz clock or an atomic clock (for example a maser, an ion trap, etc.) or the like. According to a preferred embodiment of the invention, all the data that the secondary aerospace vehicles transmit to the primary aerospace vehicle are time-stamped.
[0023] Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, chaque véhicule aérospatial (primaire ou secondaire) de la formation est équipé d’une horloge interne unique. Cette configuration permet à chaque véhicule aérospatial d’horodater toutes les mesures ou observations y réalisées à l’aide de cette horloge.According to a preferred embodiment of the invention, each aerospace vehicle (primary or secondary) of the formation is equipped with a single internal clock. This configuration allows each aerospace vehicle to time stamp all the measurements or observations made there using this clock.
En particulier, chaque véhicule aérospatial est de préférence configuré pour horodater les signaux GNSS numérisés à l’aide de cette horloge. Comme les signaux GNSS numérisés permettent une détermination du temps GNSS, il sera possible de déterminer précisément le biais de chaque horloge par rapport au tempsIn particular, each aerospace vehicle is preferably configured to time stamp the GNSS signals digitized using this clock. As the digitized GNSS signals allow GNSS time to be determined, it will be possible to precisely determine the bias of each clock with respect to time
GNSS et donc d’indiquer le temps GNSS pour toute mesure réalisée sur l’un quelconque des véhicules de la formation. Grâce à cette configuration, un problème majeur de systèmes de mesures distribuées est donc résolu ou au moins considérablement réduit.GNSS and therefore indicate the GNSS time for any measurement carried out on any of the training vehicles. Thanks to this configuration, a major problem of distributed measurement systems is therefore resolved or at least considerably reduced.
[0024] Un troisième aspect de la présente invention se rapporte à un logiciel de contrôle d’une formation de véhicules aérospatiaux, stocké sur un support îo informatique, comprenant des commandes, qui, lorsqu’elles sont exécutées par un matériel informatique comprenant un processeur de signaux GNSS, font en sorte que le processeur de signaux GNSS mette en œuvre un procédé comprenant la détermination de l’état de navigation d’une formation de véhicules aérospatiaux sur base de signaux GNSS numérisés issus de la formation. Le matériel informatique peut aussi comprendre un ordinateur de bord.A third aspect of the present invention relates to software for controlling the formation of aerospace vehicles, stored on a computer support, comprising commands, which, when executed by computer hardware comprising a processor. GNSS signals, cause the GNSS signal processor to implement a method comprising determining the navigation state of a formation of aerospace vehicles on the basis of digitized GNSS signals originating from the formation. Computer equipment may also include an on-board computer.
[0025] Selon un mode de réalisation de l’invention, le logiciel comprend, en plus, des commandes, qui, lorsqu’elles sont exécutées par le matériel informatique, font en sorte que le matériel informatique détermine un biais entre une horloge interne unique présente sur un véhicule aérospatial et une horloge de référence.According to one embodiment of the invention, the software further comprises commands, which, when executed by the computer hardware, cause the computer hardware to determine a bias between a single internal clock present on an aerospace vehicle and a reference clock.
Préférablement, tous les biais, entre chaque horloge de la formation et l’horloge de référence, sont déterminés.Preferably, all the biases between each clock of the formation and the reference clock are determined.
[0026] Un quatrième aspect de l’invention se rapporte à une formation de véhicules aérospatiaux qui comprend un véhicule aérospatial primaire selon le premier aspect de l’invention, un ou plusieurs véhicules aérospatiaux secondaires selon le second aspect de l’invention. De plus, l’ordinateur de bord du véhicule aérospatial primaire est de préférence configuré pour exécuter un logiciel, selon le troisième aspect de l’invention, chargé dans un matériel informatique.A fourth aspect of the invention relates to aerospace vehicle training which comprises a primary aerospace vehicle according to the first aspect of the invention, one or more secondary aerospace vehicles according to the second aspect of the invention. In addition, the on-board computer of the primary aerospace vehicle is preferably configured to execute software, according to the third aspect of the invention, loaded into computer hardware.
[0027] Selon un mode de réalisation de l’invention, la formation de véhicules aérospatiaux primaire et secondaires est une formation d’avions ou de drones.According to one embodiment of the invention, the formation of primary and secondary aerospace vehicles is a formation of planes or drones.
Selon un autre mode de réalisation préféré de l’invention, la formation de véhicules aérospatiaux primaire et secondaires est une formation de satellites.According to another preferred embodiment of the invention, the formation of primary and secondary aerospace vehicles is a formation of satellites.
Brève description des dessins [0028] D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée de certains modes de réalisation avantageux présentés cidessous, à titre d'illustration, avec référence aux dessins annexés qui montrent :BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other features and characteristics of the invention will emerge from the detailed description of certain advantageous embodiments presented below, by way of illustration, with reference to the appended drawings which show:
Fig. 1: une constellation de satellites volant en formation comprenant plusieurs satellites esclaves sous le contrôle d’un satellite maître ;Fig. 1: a constellation of satellites flying in formation comprising several slave satellites under the control of a master satellite;
Fig. 2: une structure possible d’un satellite maître et d’un satellite esclave ;Fig. 2: a possible structure of a master satellite and a slave satellite;
Fig. 3: une représentation schématique des différents canaux de traitement du processeur de signaux GNSS présent sur le satellite maître ;Fig. 3: a schematic representation of the different processing channels of the GNSS signal processor present on the master satellite;
îo Fig. 4: une représentation graphique de mesures effectuées sur différents satellites de la formation et la détermination des délais entre chaque horloge de la formation et l’horloge du satellite maître.îo Fig. 4: a graphical representation of measurements made on different satellites of the formation and the determination of the delays between each clock of the formation and the clock of the master satellite.
Description détaillée de plusieurs modes de réalisation de l’invention [0029] La Fig. 1 illustre une constellation 10 de satellites volant en formation 18.Detailed description of several embodiments of the invention [0029] FIG. 1 illustrates a constellation 10 of satellites flying in formation 18.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, cette constellation 10 comprend un satellite primaire ou maître et un ou plusieurs satellites secondaires ou esclaves. Dans la suite, et sans limiter la portée de l’invention, un mode de réalisation préféré de l’invention sera décrit dans lequel la constellation 10 est composée de Λ/ satellites esclaves SE), SE2, ..., SE/, ..., SE/v, numérotés de 1 jusque N (où Λ/est un entier positif, i = 1, 2, N). Le satellite maître SM est responsable de la gestion et/ou supervision de la formation 18. En d’autres termes, le satellite maître coordonne la constellation. Les satellites esclaves SE/ relayent au satellite maître SM, via une liaison de communication sans fil 22, toutes les données brutes les concernant, par exemple, l’état de santé et/ou de fonctionnement de leurs composants, un ou plusieurs indicateurs de leur positionnement, des signaux de radionavigation réceptionnés et numérisés etc. Toutes les données sont traitées sur le satellite maître SM, qui, en fonction de ces données, envoie, via une liaison communication sans fil 22, des instructions de vol aux satellites esclaves SE/ de la formation 18. Ces instructions peuvent comprendre, par exemple, des instructions pour les actionneurs de la propulsion afin de corriger un écart de la position d’un ou plusieurs satellites à la géométrie désirée de la formation 18. À titre d’exemple sur la Fig. 1, le satellite SE/v s’écarte de la formation 18. La constellation est dite « autonome », dans le sens où la gestion est réalisée et centralisée par le satellite maître SM et non satellite par satellite, par exemple, par des agents dans des stations au sol, ou telle que décrite dans le document US 2010/0032528. Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, la géométrie de la formation 18 est une étoile, le satellite maître SM étant au centre de la formation 18 (comme représenté sur la Fig. 1). Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, les satellites esclaves SE; sont agencés autour du satellite maître SM sur une ellipse. Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, la géométrie de la formation 18 îo est une formation rapprochée (« cluster formation » en anglais). Dans la formation rapprochée considérée dans le mode de réalisation préféré de l’invention, la distance entre les satellites est typiquement de quelques kilomètres.According to a preferred embodiment of the invention, this constellation 10 comprises a primary or master satellite and one or more secondary or slave satellites. In the following, and without limiting the scope of the invention, a preferred embodiment of the invention will be described in which the constellation 10 is composed of Λ / slave satellites SE), SE2, ..., SE /,. .., SE / v, numbered from 1 to N (where Λ / is a positive integer, i = 1, 2, N). The master satellite SM is responsible for the management and / or supervision of the training 18. In other words, the master satellite coordinates the constellation. The slave satellites SE / relay to the master satellite SM, via a wireless communication link 22, all the raw data relating to them, for example, the state of health and / or functioning of their components, one or more indicators of their positioning, received and digitized radio navigation signals, etc. All the data is processed on the master satellite SM, which, as a function of this data, sends, via a wireless communication link 22, flight instructions to the slave satellites SE / of the formation 18. These instructions may include, for example , instructions for the propulsion actuators in order to correct a deviation of the position of one or more satellites to the desired geometry of the formation 18. By way of example in FIG. 1, the SE / v satellite deviates from the formation 18. The constellation is said to be “autonomous”, in the sense that the management is carried out and centralized by the master satellite SM and not satellite by satellite, for example, by agents in ground stations, or as described in document US 2010/0032528. According to a particular embodiment of the invention, the geometry of the formation 18 is a star, the master satellite SM being at the center of the formation 18 (as shown in FIG. 1). According to a particular embodiment of the invention, the SE slave satellites; are arranged around the master satellite SM on an ellipse. According to a preferred embodiment of the invention, the geometry of the formation 18 is a close formation ("cluster training" in English). In the close formation considered in the preferred embodiment of the invention, the distance between the satellites is typically a few kilometers.
[0030] Le satellite maître SM comprend une antenne radiofréquence 12 pour établir et/ou maintenir une liaison de communication 20 avec une station au sol 16 comprenant, elle aussi, une antenne radiofréquence 14. Même si la constellation 10 est autonome, une station au sol 16 peut communiquer avec elle et notamment lui envoyer des instructions au travers du satellite maître SM afin de, par exemple, changer de géométrie de formation 18. Il sera apprécié que, du point de vue de la station au sol 16, la constellation 10 peut être gérée comme un unique satellite.The master satellite SM comprises a radiofrequency antenna 12 for establishing and / or maintaining a communication link 20 with a ground station 16 also comprising a radiofrequency antenna 14. Even if the constellation 10 is autonomous, a station at ground 16 can communicate with it and in particular send it instructions through the master satellite SM in order to, for example, change the formation geometry 18. It will be appreciated that, from the point of view of the ground station 16, the constellation 10 can be managed as a single satellite.
[0031] Les satellites esclaves SE; peuvent être conçus de telle façon à n’embarquer que le strict minimum en dehors de la charge utile (« payload » en anglais) afin que leur conception et leur lancement soient le moins coûteux possible. Cette réduction de masse offre aussi l’avantage d’augmenter les chances de pouvoir lancer ces satellites esclaves SE; dans des créneaux réservés aux satellites que l’on appelle nanosatellites ou microsatellites. L’absence de centre de contrôle embarqué dans les satellites esclaves SE; permet d’avoir un meilleur rapport charge utile sur masse totale du satellite. Le contrôle est délégué au satellite maître SM. Un satellite esclave SE; est donc incapable de fonctionner seul et encore moins de gérer, seul, son vol en formation au sein d’une constellation. Il sera apprécié dans la suite que la délégation du contrôle est avantageuse pour la coordination de la constellation 10. Il sera aussi apprécié dans la suite que la délégation du contrôle est avantageuse pour réduire les redondances de composants dans la formation (par exemple Λ/ processeurs de signaux GNSS, Λ/ coffres de protection pour les processeurs GNSS, etc).SE slave satellites; can be designed in such a way as to embark only the bare minimum outside the payload ("payload" in English) so that their design and launch are as inexpensive as possible. This reduction in mass also offers the advantage of increasing the chances of being able to launch these SE slave satellites; in slots reserved for satellites called nanosatellites or microsatellites. The absence of a control center on board the SE slave satellites; provides a better payload to total mass ratio of the satellite. Control is delegated to the master satellite SM. A slave satellite SE; is therefore unable to function alone and even less manage, alone, its formation flight within a constellation. It will be appreciated below that the delegation of control is advantageous for the coordination of the constellation 10. It will also be appreciated below that the delegation of control is advantageous for reducing the redundancies of components in the training (for example Λ / processors GNSS signals, Λ / protective boxes for GNSS processors, etc.).
[0032] La charge utile ainsi que les autres composants des satellites esclaves SE; sont déterminés selon la fonction et/ou mission au sein de la constellation 10. Les satellites peuvent comprendre, par exemple, un télescope, des caméras (IR, UV, ...), un radar, un module de propulsion spécifique à leurs besoins, etc. À condition que l’état de navigation la constellation 10 soit précisément connu, les éléments de la charge utile, par exemple les télescopes, peuvent travailler conjointement pour atteindre des performances équivalentes et probablement dépassant celles d’un îo satellite unique comprenant un seul grand télescope (i.e. un satellite avec une grande charge utile). En effet, des perturbations (par exemple des vibrations) provenant de composants annexes dans la charge utile du satellite unique (par exemple une propulsion très puissante nécessaire au maintien en orbite) peuvent gêner d’autres composants (télescopes, interféromètres, ...). La constellation 10 de satellites est aussi beaucoup plus diversifiée car la géométrie de la formation 18 de celle-ci peut changer, au besoin.The payload as well as the other components of the SE slave satellites; are determined according to the function and / or mission within the constellation 10. The satellites can include, for example, a telescope, cameras (IR, UV, ...), a radar, a propulsion module specific to their needs , etc. Provided that the navigation state of constellation 10 is precisely known, the elements of the payload, for example the telescopes, can work together to achieve equivalent performance and probably exceeding that of a single satellite comprising a single large telescope (ie a satellite with a large payload). Indeed, disturbances (for example vibrations) coming from ancillary components in the payload of the single satellite (for example a very powerful propulsion necessary to maintain in orbit) can hinder other components (telescopes, interferometers, ...) . The constellation 10 of satellites is also much more diverse because the geometry of the formation 18 thereof can change, if necessary.
[0033] Le satellite maître SM peut être considéré comme le centre névralgique de la formation 18. En effet, le satellite maître centralise toutes les données réceptionnées, générées, captées, etc. par la formation 18. En particulier, le satellite maître SM centralise tous les signaux GNSS 24 réceptionnés par la formation 18 après numérisation. Sur base, entre autre, de ces signaux GNSS 24 réceptionnés, le satellite maître détermine l’état de navigation de la formation 18. L’état de navigation comprend, entre autre, les positions et les vitesses des satellites de la formation 18. Optionnellement, l’état de navigation peut aussi comprendre l’accélération des satellites de la formation 18.The master satellite SM can be considered as the nerve center of training 18. Indeed, the master satellite centralizes all the data received, generated, captured, etc. by formation 18. In particular, the master satellite SM centralizes all the GNSS signals 24 received by formation 18 after digitization. On the basis, inter alia, of these GNSS signals received 24, the master satellite determines the navigation state of the formation 18. The navigation state comprises, among other things, the positions and the speeds of the satellites of the formation 18. Optionally , the navigation state can also include the acceleration of the satellites in formation 18.
[0034] La Fig. 2 représente une structure possible d’un satellite maître SM et d’un satellite esclave SE;. Chaque satellite de la constellation peut comprendre un module d’alimentation 32 comprenant, par exemple, des panneaux solaires, des batteries etc. Chaque satellite peut aussi comprendre un module de contrôle environnemental 34 ayant pour fonction de faciliter ou d’interdire les échanges thermiques de façon passive ou active, un système de propulsion 36 et un système de contrôle de l’orbite et de l’altitude 38 (SCOA pour « Altitude and Orbital Control[0034] FIG. 2 shows a possible structure of a master satellite SM and a slave satellite SE ;. Each satellite in the constellation can include a power supply module 32 comprising, for example, solar panels, batteries, etc. Each satellite can also include an environmental control module 34 having the function of facilitating or prohibiting heat exchanges passively or actively, a propulsion system 36 and a system of control of orbit and altitude 38 ( SCOA for "Altitude and Orbital Control
System (AOCS) » en anglais) comprenant, par exemple, des capteurs solaires, des capteurs d’étoiles, des roues a réactions, etc. Selon un autre mode de réalisation de l’invention, les satellites de la constellation ne comprennent qu’une partie des composants cités dans le mode de réalisation préféré. Selon un autre mode de réalisation de l’invention, les composants (y compris la charge utile 42) peuvent être différents de satellite en satellite de la constellation et comprendre d’autres ou aucuns des composants cités plus haut.System (AOCS) "in English) including, for example, solar collectors, star collectors, reaction wheels, etc. According to another embodiment of the invention, the satellites of the constellation comprise only part of the components mentioned in the preferred embodiment. According to another embodiment of the invention, the components (including the payload 42) may be different from satellite to satellite of the constellation and include other or none of the components mentioned above.
[0035] La détermination de l’état de navigation de la constellation est basée sur la réception de signaux GNSS 24 émis par des émetteurs d'un système de îo positionnement (par exemple des satellites de la constellation GPS, Galileo,The determination of the navigation state of the constellation is based on the reception of GNSS 24 signals emitted by transmitters of an positioning system (for example satellites of the GPS constellation, Galileo,
GLONASS, ...) et leur interprétation. Pour ce faire, les satellites de la constellation comprennent chacun une antenne radiofréquence 26 réceptionnant des signaux GNSS 24. Les signaux GNSS 24 réceptionnés sont numérisés dans un étage de tête RF 30. Les satellites esclaves SE/transmettent au satellite maître SM, via une liaison de communication 22 établie par un système de communication 28, les signaux GNSS 24 réceptionnés et numérisés. Le processeur de signaux GNSS 48, présent sur satellite maître SM déduit l’état de navigation de la constellation sur base des signaux GNSS 24 réceptionnés par la constellation. Alternativement, l’ensemble des signaux GNSS peuvent être transférés, via l’antenne radiofréquence (12, voir Fig. 1) du satellite maître SM, à la station au sol pour la détermination de l’état de navigation de la constellation. II est à noter que le satellite maître SM peut aussi envoyer, via l’antenne radiofréquence (12, voir Fig. 1), des données autres que les signaux GNSS 24 réceptionnés pour traitement au sol par la station. Le satellite maître SM fait dans ce cas office d’un agrégateur d’informations de la constellation de satellites.GLONASS, ...) and their interpretation. To do this, the satellites in the constellation each include a radio frequency antenna 26 receiving GNSS signals 24. The GNSS signals 24 received are digitized in an RF head stage 30. The slave satellites SE / transmit to the master satellite SM, via a link communication 22 established by a communication system 28, the GNSS signals 24 received and digitized. The GNSS signal processor 48, present on the master satellite SM deduces the navigation state of the constellation on the basis of the GNSS signals 24 received by the constellation. Alternatively, all GNSS signals can be transferred, via the radio frequency antenna (12, see Fig. 1) from the master satellite SM, to the ground station for determining the navigation state of the constellation. It should be noted that the master satellite SM can also send, via the radio frequency antenna (12, see Fig. 1), data other than the GNSS signals 24 received for processing on the ground by the station. In this case, the master satellite SM acts as an aggregator of information for the satellite constellation.
[0036] Les satellites de la constellation comprennent un étage de tête radiofréquence (RF) 30 (« RF front end » en anglais), connecté à l’antenne 26 qui reçoit les signaux GNSS 24 dans une ou plusieurs bandes de fréquences utilisées pour la transmission des signaux, réduit la fréquence des signaux (normalement vers une fréquence intermédiaire) et les convertit au format numérique grâce à un convertisseur analogique-numérique. Le convertisseur est préférablement configuré pour adapter dynamiquement ses paramètres de fonctionnement (tels que la fréquence d’échantillonnage ou le nombre de fréquences échantillonnées) en fonction de la bande passante disponible du système de communication. Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, l’étage de tête RF 30 réduit la fréquence centrale des signaux GNSS 24 vers une fréquence intermédiaire (Fl, « IF » en anglais). Selon des modes de réalisation de l’invention, le débit binaire des signaux GNSS numérisés peut varier entre 2 M bits/s et 1200 M bits/s en fonction, entre autre, des paramètres de fonctionnement du convertisseur. Les signaux GNSS 24 bruts, réceptionnés par un satellite esclave SE/de la constellation et passés par l’étage de tête RF 30, sont envoyés au satellite maître SM via le îo système de communication 28.The constellation satellites include a radio frequency (RF) head stage 30 (“RF front end” in English), connected to the antenna 26 which receives the GNSS signals 24 in one or more frequency bands used for the signal transmission, reduces the frequency of signals (normally to an intermediate frequency) and converts them to digital format using an analog-to-digital converter. The converter is preferably configured to dynamically adapt its operating parameters (such as the sampling frequency or the number of frequencies sampled) according to the available bandwidth of the communication system. According to a preferred embodiment of the invention, the RF head stage 30 reduces the central frequency of the GNSS signals 24 to an intermediate frequency (Fl, "IF" in English). According to embodiments of the invention, the bit rate of the digitized GNSS signals can vary between 2 M bits / s and 1200 M bits / s depending, among other things, on the operating parameters of the converter. The raw GNSS signals 24, received by a slave satellite SE / of the constellation and passed through the RF head stage 30, are sent to the master satellite SM via the communication system 28.
[0037] La détermination de l’état de navigation, comprenant le traitement des signaux GNSS bruts provenant des satellites esclaves de la constellation, est, de ce fait, déportée vers le satellite maître SM, sur lequel est embarqué un processeur de signaux GNSS 48. Le satellite maître SM réceptionne l’ensemble des signauxThe determination of the navigation state, comprising the processing of the raw GNSS signals coming from the slave satellites of the constellation, is, therefore, deported to the master satellite SM, on which is embedded a GNSS signal processor 48 The master satellite SM receives all the signals
GNSS bruts de la constellation au travers du système de communication 28. Le processeur de signaux GNSS 48 détermine l’état de navigation. Il comprend un étage de traitement en bande de base comprenant des canaux d’acquisition/poursuite de signaux GNSS. L’étage de traitement en bande de base détermine un ensemble d’observables GNSS (par exemple, des mesures de phase de la porteuse, des mesures de code) grâce à une démodulation de la porteuse et à, entre autre, l’utilisation du code binaire pseudo-aléatoire. La détermination des observables GNSS est réalisée en parallèle sur les différents canaux. Le nombre de canaux du processeur de signaux GNSS 48 peut être choisi suffisamment élevé pour permettre le traitement de tous les signaux GNSS de la constellation simultanément. Alternativement, le nombre de canaux du processeur de signaux GNSS 48 peut être choisi en fonction des une ou plusieurs missions à réaliser par les satellites la constellation. Une représentation schématique des canaux 44 de traitement des signaux GNSS est donnée à la Fig. 3.GNSS raw of the constellation through the communication system 28. The GNSS 48 signal processor determines the navigation state. It includes a baseband processing stage including GNSS signal acquisition / tracking channels. The baseband processing stage determines a set of GNSS observables (for example, carrier phase measurements, code measurements) through demodulation of the carrier and, among other things, the use of the pseudo-random binary code. GNSS observables are determined in parallel on the different channels. The number of channels of the GNSS signal processor 48 can be chosen high enough to allow the processing of all GNSS signals of the constellation simultaneously. Alternatively, the number of channels of the GNSS signal processor 48 can be chosen according to the one or more missions to be performed by the constellation satellites. A schematic representation of the channels 44 for processing GNSS signals is given in FIG. 3.
[0038] En aval de l’étage d’acquisition/poursuite se trouve un étage appelé étage de navigation ou navigateur. À cet étage, les observables et éventuellement les données de navigation extraites des signaux GNSS sont combinées (p.ex. dans un filtre de Kalman étendu ou par une méthode des moindre carrés, etc.) pour fournir une estimation de l’état de navigation 46. Celui comprend, p.ex., la position, la vitesse, et le temps, etc. de chaque satellite de la constellation.Downstream of the acquisition / tracking stage is a stage called the navigation stage or navigator. At this stage, observables and possibly navigation data extracted from GNSS signals are combined (eg in an extended Kalman filter or by a least squares method, etc.) to provide an estimate of the navigation state. 46. That includes, eg, position, speed, and time, etc. of each satellite in the constellation.
[0039] Le nombre de canaux alloués à un satellite peut être différent du nombre de canaux alloués à un autre (par exemple M canaux pour le satellite maître et p canaux pour le premier satellite esclave, voir Fig. 3) selon, entre autre, le nombre de signaux captés le satellite en question. À titre d’exemple, 32 doubles canaux pour les systèmes de navigation GPS et Galileo, pourraient traiter les signaux GNSS réceptionnés par le satellite maître SM et à chaque fois 8 canaux, pour le système de navigation GPS, pourraient traiter les signaux GNSS réceptionnés par io les satellites esclaves SE/. L’allocation des canaux peut changer au cours du temps, selon les besoins. Il sera apprécié qu’un avantage de l’invention réside dans le fait qu’un seul module cryptographique pour toute la formation est suffisant pour déterminer l’état de navigation de la formation sur base de signaux GNSS cryptés.The number of channels allocated to one satellite may be different from the number of channels allocated to another (for example M channels for the master satellite and p channels for the first slave satellite, see FIG. 3) according to, among other things, the number of signals received by the satellite in question. For example, 32 double channels for the GPS and Galileo navigation systems, could process the GNSS signals received by the master satellite SM and each time 8 channels, for the GPS navigation system, could process the GNSS signals received by io the SE / slave satellites. Channel allocation can change over time, as needed. It will be appreciated that an advantage of the invention lies in the fact that a single cryptographic module for all the training is sufficient to determine the navigation state of the training on the basis of encrypted GNSS signals.
[0040] La connaissance a priori de contraintes sur la formation, par exemple sur la géométrie de la constellation (i.e. la connaissance a priori des positions approximatives de chaque satellite de la constellation) permet de substantiellement augmenter la précision de l’estimation de l’état de navigation 46 de la constellation. À titre d’exemple, l’étage de navigation pourrait implémenter un filtre de Kalman (étendu) dont le modèle supplémenté par l’ensemble de contraintes et/ou de connaissances a priori de la constellation permet l’augmentation de la précision des résultats donnés dans le navigateur. Il sera apprécié que la détermination de l’état de navigation de la constellation se fait de façon globale, et non isolément satellite par satellite. Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, la position et la vitesse du satellite maître est déterminée dans un référentiel terrestre ou géocentrique et les positions ainsi que les vitesses des satellites esclaves sont déterminées de manière relative par rapport au satellite maître.A priori knowledge of constraints on the formation, for example on the geometry of the constellation (ie a priori knowledge of the approximate positions of each satellite of the constellation) makes it possible to substantially increase the precision of the estimation of the navigation state 46 of the constellation. As an example, the navigation stage could implement a Kalman filter (extended) whose model supplemented by the set of constraints and / or a priori knowledge of the constellation allows the increase in the precision of the results given in the browser. It will be appreciated that the determination of the navigation state of the constellation is made in a global manner, and not in isolation satellite by satellite. According to a preferred embodiment of the invention, the position and the speed of the master satellite is determined in a terrestrial or geocentric reference frame and the positions as well as the speeds of the slave satellites are determined relatively with respect to the master satellite.
[0041] La détermination de l’état de navigation 46 pour les satellites esclaves de la constellation peut reposer (entre autres) sur la méthode cinématique en temps réel. Le signal de la porteuse est à une fréquence plus élevée que celle des signaux de code permettant une détermination de l’état de navigation de la constellation plus précise. Ce mode de réalisation de l’invention peut être particulièrement avantageux en cas de formation serrée, dans laquelle les satellites ont généralement les mêmes satellites GNSS en vue. Optionnellement, des mesures avec des systèmes annexes, par exemple des mesures de télémétrie, peuvent être utilisées pour augmenter la précision, par exemple, du positionnement des satellites de la constellation.The determination of the navigation state 46 for the slave satellites of the constellation may be based (among other things) on the kinematic method in real time. The carrier signal is at a higher frequency than the code signals allowing a more precise determination of the navigation state of the constellation. This embodiment of the invention can be particularly advantageous in the event of close formation, in which the satellites generally have the same GNSS satellites in view. Optionally, measurements with ancillary systems, for example telemetry measurements, can be used to increase the accuracy, for example, of the positioning of the constellation satellites.
[0042] Avec référence à la Fig. 2 et selon un mode de réalisation avantageux et préféré de l’invention, le système de communication 28 est un système de communication optique comprenant un laser et un récepteur optique. L’intérêt d’un système de communication optique est double. En effet, par rapport à une communication par radiofréquences, la communication optique permet, en premier îo lieu, d’éviter des interférences avec des signaux radiofréquences et donc d’augmenter la compatibilité électromagnétique (« Electromagnetic compatibility (EMC) » en anglais) aussi bien localement au niveau de la constellation de satellites que globalement au niveau de la gestion internationale du spectre radiofréquence. En second lieu, ce système de communication permet d’atteindre de hauts débits de données pour une taille, un poids et une puissance réduite et/ou faible (« low Size, Weight and Power » ou « low SWaP » en anglais) par rapport au système radiofréquence.With reference to FIG. 2 and according to an advantageous and preferred embodiment of the invention, the communication system 28 is an optical communication system comprising a laser and an optical receiver. The benefit of an optical communication system is twofold. In fact, compared to radiofrequency communication, optical communication makes it possible, first of all, to avoid interference with radiofrequency signals and therefore to increase electromagnetic compatibility (“Electromagnetic compatibility (EMC)” in English) as well. both locally at the constellation of satellites and globally at the level of international management of the radio frequency spectrum. Secondly, this communication system makes it possible to achieve high data rates for a size, weight and reduced and / or low power (“low Size, Weight and Power” or “low SWaP” in English). to the radio frequency system.
[0043] L’ordinateur de bord 40 du satellite maître SM est aussi configuré pour déterminer des instructions de vol à exécuter par les satellites esclaves SE/. Ces instructions sont déterminées sur base, entre autre, de l’état de navigation de la constellation. Les instructions peuvent comprendre, par exemple, des commandes pour rétablir la conformité de la géométrie réelle de la formation avec la géométrie désirée. Ces commandes peuvent comprendre, par exemple, un ordre d’actionnement pour les actionneurs d’un système de propulsion d’un satellite esclave SE/ afin de rétablir la conformité de la géométrie de la formation. Les instructions déterminées sur le satellite maître SM sont envoyées par le satellite maître aux satellites esclaves SE/ via le système de communication 28. Les instructions sont exécutées par un ordinateur de bord 40 du satellite esclave SE/.The onboard computer 40 of the master satellite SM is also configured to determine flight instructions to be executed by the slave satellites SE /. These instructions are determined based, among other things, on the navigation status of the constellation. The instructions may include, for example, commands to restore conformity of the actual geometry of the formation with the desired geometry. These commands may include, for example, an actuation order for the actuators of a propulsion system of a slave satellite SE / in order to restore the conformity of the geometry of the formation. The instructions determined on the master satellite SM are sent by the master satellite to the slave satellites SE / via the communication system 28. The instructions are executed by an on-board computer 40 of the slave satellite SE /.
[0044] Préférablement, l’ordinateur de bord du satellite maître SM est configuré pour désaffecter un satellite esclave SE/ sur base, entre autre, d’informations sur l’état de santé transmis par le satellite esclave SE/. En effet, lorsque le satellite esclave SE/ n’est plus à même de réaliser sa fonction (par exemple lorsque sa propulsion 36 est défaillante), il devient inutile dans la formation et le satellite maître désaffecte le satellite SE, de la formation. Le processeur de bord est configuré pour affecter un nouveau satellite esclave SEy (/#/) disponible à la formation et lui donner, par exemple, la position de l’ancien satellite défectueux SE, dans la constellation.Preferably, the onboard computer of the master satellite SM is configured to deactivate a slave satellite SE / on the basis, among other things, of information on the state of health transmitted by the slave satellite SE /. Indeed, when the slave satellite SE / is no longer able to perform its function (for example when its propulsion 36 is faulty), it becomes useless in training and the master satellite decommissioned the SE satellite, from training. The on-board processor is configured to assign a new SEy slave satellite (/ # /) available for training and give it, for example, the position of the old faulty SE satellite, in the constellation.
[0045] Préférablement, chaque satellite de la constellation comprend une horloge 50 interne, unique et partagée à chaque composant du satellite. Tous les composants d’un satellite ont accès à la même horloge pour horodater, par exemple, des mesures scientifiques 49, des données décrivant l’état de santé d’un îo composant, un signal notifiant une antenne RF défectueuse, etc., et, en particulier, les signaux GNSS réceptionnés et numérisés 52. Tous les évènements se déroulant sur un satellite de la formation sont donc horodatés par l’ordinateur de bord de façon cohérente et unique. La Fig. 4 représente des mesures 49 de composants de deux satellites SE, et SEy au cours du temps grâce à l’horodatage 51 fourni par leurs horloges 50 internes respectives. Les données transmises au satellite maître, via le système de communication 54, comprennent, dans le cas illustré, des mesures scientifiques 49 et les signaux GNSS numérisés 52 réceptionnés parallèlement aux mesures 49. Préférablement, l’ordinateur de bord horodate toutes les données à transmettre.Preferably, each satellite of the constellation includes an internal clock 50, unique and shared with each component of the satellite. All components of a satellite have access to the same clock to time stamp, for example, scientific measurements 49, data describing the state of health of a component, a signal notifying a defective RF antenna, etc., and , in particular, the GNSS signals received and digitized 52. All the events taking place on a formation satellite are therefore time-stamped by the on-board computer in a coherent and unique manner. Fig. 4 represents measurements 49 of components of two satellites SE, and SEy over time thanks to the time stamp 51 provided by their respective internal clocks 50. The data transmitted to the master satellite, via the communication system 54, includes, in the illustrated case, scientific measurements 49 and the digitized GNSS signals 52 received in parallel with the measurements 49. Preferably, the on-board computer time stamps all the data to be transmitted .
[0046] Le processeur de l’ordinateur de bord 40 du satellite maître SM réalise une synchronisation des horloges internes de tous les satellites. Cette synchronisation est possible parce que les signaux GNSS numérisés transmis par chaque satellite esclave permettent de déterminer exactement l’instant de leur réception à l’antenne dans le temps GNSS (p.ex. dans le temps GPS) et donc également le moment de leur horodatage à l’aide de l’horloge interne. Toutes les horloges internes des satellites sont ainsi référencées par rapport au temps GNSS (c.-à-d. leurs biais et éventuellement leurs dérives sont connus par rapport à une horloge indiquant le temps GNSS). Comme l’indique la figure 4, le processeur de l’ordinateur de bord 40 peut optionnellement déterminer un biais Δ( 56 entre l’horloge 50 interne d’un satellite esclave SE, de la constellation et l’horloge du satellite maître SM. Dans ce cas l’horloge du satellite maître SM peut servir d’horloge de référence. Elle-même est également calibrée sur le temps GNSS. Optionnellement, l’horloge du satellite maître SM pourrait être calée sur le temps GNSS par une boucle d’asservissement. Les horloges des satellites esclaves pourraient également être calées sur le temps GNSS ou être asservies à l’horloge du satellite maître. Dans ce cas, les corrections d’horloge (les commandes de réglage) seraient déterminées par processeur de l’ordinateur de bord 40 du satellite maître SM et transmises aux satellites esclaves SE via le moyen de communication. Quand toutes les horloges sont synchronisées (c.-à-d. lorsque tous les biais des horloges 50 sont déterminés), toutes les mesures 49 et événements enregistrées par la formation (sur un quelconque satellite de celle-ci) sont datées (ou au moins datables) dans une référence de temps unique io (le temps GNSS et/ou le temps indiqué par l’horloge de référence).The processor of the onboard computer 40 of the master satellite SM performs synchronization of the internal clocks of all the satellites. This synchronization is possible because the digitized GNSS signals transmitted by each slave satellite make it possible to determine exactly the instant of their reception on the antenna in GNSS time (eg in GPS time) and therefore also the moment of their reception. timestamp using the internal clock. All the internal clocks of the satellites are thus referenced with respect to GNSS time (i.e. their biases and possibly their drifts are known with respect to a clock indicating GNSS time). As shown in FIG. 4, the processor of the on-board computer 40 can optionally determine a bias Δ (56 between the internal clock 50 of a slave satellite SE, of the constellation and the clock of the master satellite SM. In this case the clock of the master satellite SM can serve as a reference clock, which is also calibrated on GNSS time. Optionally, the clock of the master satellite SM could be set on GNSS time by a loop of The clocks of the slave satellites could also be set to GNSS time or be slaved to the clock of the master satellite. In this case, the clock corrections (the adjustment commands) would be determined by the computer's processor. on board 40 of the master satellite SM and transmitted to the slave satellites SE via the communication means. When all the clocks are synchronized (ie when all the biases of the clocks 50 are determined és), all measurements 49 and events recorded by the formation (on any satellite thereof) are dated (or at least datable) in a single time reference io (GNSS time and / or the time indicated by l 'reference clock).
[0047] Alors que des modes de réalisation particuliers viennent d’être décrits en détail, l’homme du métier appréciera que diverses modifications et alternatives à ceux-là puissent être développées à la lumière de l’enseignement global apporté par la présente divulgation de l’invention. Par conséquent, les agencements et/ou procédés spécifiques décrits ci-dedans sont censés être donnés uniquement à titre d’illustration, sans intention de limiter la portée de l’invention.While particular embodiments have just been described in detail, those skilled in the art will appreciate that various modifications and alternatives to these can be developed in the light of the overall teaching provided by the present disclosure of the invention. Consequently, the specific arrangements and / or methods described herein are intended to be given by way of illustration only, without the intention of limiting the scope of the invention.
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1658740A FR3056305B1 (en) | 2016-09-19 | 2016-09-19 | FLIGHT IN TRAINING OF AEROSPATIAL VEHICLES |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1658740 | 2016-09-19 | ||
FR1658740A FR3056305B1 (en) | 2016-09-19 | 2016-09-19 | FLIGHT IN TRAINING OF AEROSPATIAL VEHICLES |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR3056305A1 true FR3056305A1 (en) | 2018-03-23 |
FR3056305B1 FR3056305B1 (en) | 2019-07-26 |
Family
ID=58314307
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR1658740A Expired - Fee Related FR3056305B1 (en) | 2016-09-19 | 2016-09-19 | FLIGHT IN TRAINING OF AEROSPATIAL VEHICLES |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR3056305B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111950877A (en) * | 2020-07-31 | 2020-11-17 | 上海卫星工程研究所 | Multi-satellite formation collaborative area imaging autonomous task planning method and system |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080181057A1 (en) * | 2006-12-26 | 2008-07-31 | Aram Systems, Ltd. | PseudoRover GPS receiver |
DE102012207401A1 (en) * | 2011-05-04 | 2012-11-08 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Method for determining position of aircraft, particularly airplane relative to reference aircraft, involves receiving satellite navigation signals by aircraft from navigation satellite system for determination of position of aircraft |
-
2016
- 2016-09-19 FR FR1658740A patent/FR3056305B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080181057A1 (en) * | 2006-12-26 | 2008-07-31 | Aram Systems, Ltd. | PseudoRover GPS receiver |
DE102012207401A1 (en) * | 2011-05-04 | 2012-11-08 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Method for determining position of aircraft, particularly airplane relative to reference aircraft, involves receiving satellite navigation signals by aircraft from navigation satellite system for determination of position of aircraft |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
D'AMICO S ET AL: "Navigation of Formation Flying Spacecraft using GPS: the PRISMA Technology Demonstration", GNSS 2009 - PROCEEDINGS OF THE 22ND INTERNATIONAL TECHNICAL MEETING OF THE SATELLITE DIVISION OF THE INSTITUTE OF NAVIGATION (ION GNSS 2009), THE INSTITUTE OF NAVIGATION, 8551 RIXLEW LANE SUITE 360 MANASSAS, VA 20109, USA, 25 September 2009 (2009-09-25), pages 1427 - 1441, XP056010590 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111950877A (en) * | 2020-07-31 | 2020-11-17 | 上海卫星工程研究所 | Multi-satellite formation collaborative area imaging autonomous task planning method and system |
CN111950877B (en) * | 2020-07-31 | 2023-11-14 | 上海卫星工程研究所 | Multi-star formation collaborative region imaging autonomous task planning method and system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR3056305B1 (en) | 2019-07-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3230766B1 (en) | Method and system to validate geopositioning by satellite | |
EP2902797B1 (en) | Radio-frequency method and system for determining, using spacecraft torque, the relative angular position between a plurality of remote spacecraft | |
EP0925515B1 (en) | Method of air navigation assistance for guiding a moving vehicle towards a moving target | |
EP1813957B1 (en) | Device controlling relative position(s) by analysing dual frequency signals for use by a spacecraft in a group of spacecraft in formation | |
FR3018121A1 (en) | METHOD FOR TRACKING A TRANSFER ORBIT OR A PHASE FOR ORKING A SPATIAL VEHICLE, IN PARTICULAR AN ELECTRICAL PROPULSION, AND APPARATUS FOR IMPLEMENTING SUCH A METHOD | |
EP2648017A1 (en) | On-board system for piloting an aircraft, based on a GNSS system, with redundant, dissimilar architecture for high level of integrity | |
EP0804743A1 (en) | Global space radio navigation and radiolocation system, beacon, and receiver used in said system | |
WO2007099211A2 (en) | Hybrid positioning method and device | |
Wermuth et al. | TerraSAR-X precise orbit determination with real-time GPS ephemerides | |
EP2530022B1 (en) | System for geographical positioning of a radio-frequency signal transmitter located on the surface of the earth, and associated distributed interferometry method. | |
EP2642317B1 (en) | Device for receiving radio-navigation signals with multiple antennas | |
FR3066610A1 (en) | SATELLITE SYSTEM FOR NAVIGATION AND / OR GEODESIS | |
FR2953013A1 (en) | NAVIGATION SYSTEM INERTIA / GNSS | |
Bauer et al. | GPS Space Service Volume: Ensuring Consistent Utility Across GPS Design Builds for Space Users | |
FR3056305B1 (en) | FLIGHT IN TRAINING OF AEROSPATIAL VEHICLES | |
EP3289377B1 (en) | System for processing signals from an emitter for the purpose of dating the signals and locating the emitter, and associated receiving station | |
WO2011039457A1 (en) | Method and device for dynamically locating a moving body | |
WO2016051118A1 (en) | Synchronisation system for dating measurements from an on-board sensor relative to a reference clock | |
EP3633876B1 (en) | Processing and observation system for carrying out observation of the earth, associated observation architecture and observation method | |
FR3079608A1 (en) | METHOD FOR GEOLOCATING A DRONE, GEOLOCATION SYSTEM AND COMPUTER PROGRAM PRODUCT THEREOF | |
EP3026460A1 (en) | Optimised architecture of a secondary ground station for generating a secondary sbas signal in an sbas system and method for generating a secondary sbas signal | |
FR2741761A1 (en) | METHOD OF AUTONOMOUS REDUCTION OF ACQUISITION DEUILS AND PURSUIT OF SPECTRUM SPREADING CODES RECEIVED IN ORBIT | |
Moon et al. | Operational precise baseline determination for TanDEM-X DEM processing | |
Li et al. | Performance Assessment of the Radio Occultation Experiment for Commercial of-the-shelf Receivers on VELOX-CI Microsatellite | |
FR3106216A1 (en) | Method of providing a time and / or positioning service, regenerator device, corresponding receiver device and time server. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20180323 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
ST | Notification of lapse |
Effective date: 20230505 |