FR3107630A1 - Procédé et système de détection automatique d’un brouillage d’un système de navigation par satellites. - Google Patents
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Abstract
- Procédé et système de détection automatique d’un brouillage d’un système de navigation par satellites. - Le système (1) comporte au moins une unité de réception (2) montée sur un aéronef et configurée pour suivre des satellites du système de navigation par satellites de type GNSS, ledit système (1) comportant de plus une unité de génération (12) pour générer un nombre dit attendu correspondant au nombre de satellites que l’on attend que l’unité de réception (2) suive, une unité de détection (14) comprenant un élément de comparaison (15) pour comparer ledit nombre attendu à un nombre dit suivi correspondant au nombre de satellites que l’unité de réception (2) suit effectivement et un élément de décision (18) pour détecter un brouillage, en fonction du résultat de la comparaison réalisée par l’élément de comparaison (15) et émettre une information de détection en cas de détection, et une unité de transmission (19A, 19B) configurée pour transmettre une information de détection d’un brouillage à au moins un dispositif utilisateur (20), le système (1) permettant de détecter un brouillage d’un système GNSS de façon automatique et fiable. Figure pour l’abrégé : Fig. 1
Description
La présente invention concerne un procédé et un système de détection automatique d’un brouillage d’un système de navigation par satellites.
ETAT DE LA TECHNIQUE
On sait qu’un aéronef, en particulier un avion de transport, comporte généralement une unité de réception montée sur l’aéronef et configurée pour suivre des satellites d’un système de navigation par satellites de type GNSS (pour «Global Navigation Satellite System» en anglais), par exemple un système de positionnement par satellites de type GPS (pour «Global Positioning System» en anglais) ou tout autre système connu. La description suivante prendra en compte des données d’un système GPS.
De façon usuelle, une telle unité de réception comprend, généralement, une première et une seconde antennes, un récepteur associé à chacune de ces antennes, une unité de collecte d’informations et une unité de traitement des informations permettant, notamment, de déterminer la position courante de l’aéronef.
Cette détermination de position, et des fonctions de communication, de navigation et de surveillance de l’aéronef qui dépendent de cette détermination de position, peuvent être dégradées en présence d’interférences radiofréquence. Il s’agit principalement d’interférences radiofréquence affectant l’usage des signaux dits «L1» du système GNSS, à savoir des signaux GPS de fréquence 1575,42 Mhz. Une telle perturbation radiofréquence peut générer un brouillage («jamming» en anglais) GNSS entraînant la perte du signal GNSS.
Des brouillages GNSS de ce type deviennent de plus en plus fréquents, en raison d’un accroissement du nombre d’évènements susceptibles de créer de telles perturbations (ou interférences) radiofréquence. Ces évènements se produisent souvent dans des zones de conflit, mais ils peuvent également intervenir dans des zones hors conflit, lors d’exercices militaires, de défaillances d’un émetteur de télédiffusion ou d’utilisations illégales de dispositifs personnels.
Il n’existe actuellement pas de moyen ou de solution robuste, à la disposition de l’aviation civile, pour détecter un tel brouillage GNSS apte à perturber le fonctionnement de systèmes de l’aéronef.
La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient. Elle concerne un procédé de détection automatique d’un brouillage d’un système de positionnement par satellites, à l’aide d’un système de détection comprenant au moins une unité de réception montée sur un aéronef.
Selon l’invention, ledit procédé comprend au moins la suite d’étapes suivante:
- une étape de génération, mise en œuvre par une unité de génération, consistant à générer un nombre dit attendu correspondant au nombre de satellites que l’on attend que l’unité de réception suive;
- une étape de détection, mise en œuvre par une unité de détection, comprenant:
• une sous-étape de comparaison, mise en œuvre par un élément de comparaison, consistant à comparer ledit nombre attendu à un nombre dit suivi correspondant au nombre de satellites que l’unité de réception suit effectivement; et
• une sous-étape de décision, mise en œuvre par un élément de décision, consistant à détecter le cas échéant un brouillage en fonction du résultat de la comparaison mise en œuvre à la sous-étape de comparaison et émettre une information de détection en cas de détection d’un brouillage; et
- une étape de transmission, mise en œuvre par une unité de transmission, consistant à transmettre, le cas échéant, l’information de détection d’un brouillage à au moins un dispositif utilisateur.
- une étape de génération, mise en œuvre par une unité de génération, consistant à générer un nombre dit attendu correspondant au nombre de satellites que l’on attend que l’unité de réception suive;
- une étape de détection, mise en œuvre par une unité de détection, comprenant:
• une sous-étape de comparaison, mise en œuvre par un élément de comparaison, consistant à comparer ledit nombre attendu à un nombre dit suivi correspondant au nombre de satellites que l’unité de réception suit effectivement; et
• une sous-étape de décision, mise en œuvre par un élément de décision, consistant à détecter le cas échéant un brouillage en fonction du résultat de la comparaison mise en œuvre à la sous-étape de comparaison et émettre une information de détection en cas de détection d’un brouillage; et
- une étape de transmission, mise en œuvre par une unité de transmission, consistant à transmettre, le cas échéant, l’information de détection d’un brouillage à au moins un dispositif utilisateur.
De préférence, ladite suite d’étapes du procédé est mise en œuvre de façon répétitive.
Ainsi, grâce à l'invention, on est en mesure de détecter un brouillage GNSS de façon automatique et fiable, à l’aide de données traitées de façon usuelle par l’unité de réception. Cette détection ne nécessite pas de moyens spécifiques et son résultat peut être transmis à différents utilisateurs, tels qu’un pilote, des systèmes embarqués ou le contrôle aérien. Grâce à une telle détection d’un brouillage, les mesures appropriées peuvent être prises notamment sur l’aéronef et/ou dans le cadre du trafic aérien.
Avantageusement, l’unité de réception comprenant au moins deux récepteurs, la sous-étape de comparaison compare le nombre attendu au nombre suivi pour chacun des deux récepteurs et la sous-étape de décision détecte un brouillage uniquement lorsque les résultats de deux comparaisons mises en œuvre à la sous-étape de comparaison correspondent chacun à un brouillage.
Dans un premier mode de réalisation (préféré), l’étape de génération génère, comme nombre attendu, la moyenne du nombre de satellites effectivement suivis par l’unité de réception sur une fenêtre temporelle glissante, ladite fenêtre temporelle présentant une durée prédéterminée, étant antérieure à l’instant courant et se terminant à l’instant courant.
En outre, dans un second mode de réalisation, l’étape de génération génère le nombre attendu, à partir de la position courante de l’aéronef, du temps courant et d’un almanach de satellites qui indique la position des satellites du système de navigation par satellites en fonction du temps.
De façon avantageuse, la sous-étape de décision détecte un brouillage lorsque la différence entre le nombre attendu et le nombre suivi est supérieur à 3.
En outre, avantageusement, ledit procédé comporte au moins l’une des étapes de filtrage suivantes:
- une première étape de filtrage consistant à ne pas prendre en compte d’information de détection lorsque l’aéronef présente une assiette latérale courante supérieure à une assiette latérale maximale; et/ou
- une seconde étape de filtrage consistant à ne pas prendre en compte d’information de détection lorsque l’aéronef est au sol.
- une première étape de filtrage consistant à ne pas prendre en compte d’information de détection lorsque l’aéronef présente une assiette latérale courante supérieure à une assiette latérale maximale; et/ou
- une seconde étape de filtrage consistant à ne pas prendre en compte d’information de détection lorsque l’aéronef est au sol.
Par ailleurs, de façon avantageuse, la sous-étape de décision consiste à détecter au moins l’une des perturbations suivantes (autres qu’un brouillage):
- un masquage par au moins un bâtiment, au sol;
- une perturbation ionosphérique, en vol.
- un masquage par au moins un bâtiment, au sol;
- une perturbation ionosphérique, en vol.
En outre, avantageusement, ledit procédé comporte une étape supplémentaire consistant à générer une carte géographique de brouillage à partir d’informations de détection reçues d’une pluralité d’aéronefs.
Par ailleurs, de façon avantageuse, l’étape de transmission consiste à transmettre, le cas échéant, l’information de détection d’un brouillage à au moins un dispositif utilisateur monté sur l’aéronef et/ou à au moins un dispositif utilisateur situé à l’extérieur de l’aéronef, notamment au sol.
La présente invention concerne également un système de détection automatique d’un brouillage d’un système de navigation par satellites, ledit système de détection comportant au moins une unité de réception montée sur un aéronef et configurée pour suivre des satellites du système de navigation par satellites.
Selon l'invention, ledit système de détection comporte de plus:
- une unité de génération configurée pour générer un nombre dit attendu correspondant au nombre de satellites que l’on attend que l’unité de réception suive;
- une unité de détection comprenant:
• un élément de comparaison configuré pour comparer ledit nombre attendu à un nombre dit suivi correspondant au nombre de satellites que l’unité de réception suit effectivement; et
• un élément de décision configuré pour détecter le cas échéant un brouillage, en fonction du résultat de la comparaison réalisée par l’élément de comparaison, et pour émettre une information de détection en cas de détection d’un brouillage; et
- une unité de transmission configurée pour transmettre, le cas échéant, une information de détection d’un brouillage à au moins un dispositif utilisateur.
- une unité de génération configurée pour générer un nombre dit attendu correspondant au nombre de satellites que l’on attend que l’unité de réception suive;
- une unité de détection comprenant:
• un élément de comparaison configuré pour comparer ledit nombre attendu à un nombre dit suivi correspondant au nombre de satellites que l’unité de réception suit effectivement; et
• un élément de décision configuré pour détecter le cas échéant un brouillage, en fonction du résultat de la comparaison réalisée par l’élément de comparaison, et pour émettre une information de détection en cas de détection d’un brouillage; et
- une unité de transmission configurée pour transmettre, le cas échéant, une information de détection d’un brouillage à au moins un dispositif utilisateur.
De façon avantageuse, ladite unité de réception comprend au moins une première antenne, une seconde antenne, un premier récepteur associé à la première antenne, un second récepteur associé à la seconde antenne, et une unité de collecte d’informations, et:
- l’élément de comparaison est configuré pour comparer le nombre attendu au nombre suivi pour chacun des deux récepteurs; et
- l’élément de décision est configuré pour détecter un brouillage uniquement lorsque les résultats de deux comparaisons mises en œuvre par l’élément de comparaison correspondent chacun à un brouillage.
- l’élément de comparaison est configuré pour comparer le nombre attendu au nombre suivi pour chacun des deux récepteurs; et
- l’élément de décision est configuré pour détecter un brouillage uniquement lorsque les résultats de deux comparaisons mises en œuvre par l’élément de comparaison correspondent chacun à un brouillage.
Dans un premier mode de réalisation, l’unité de détection est montée sur l’aéronef.
En outre, dans un second mode de réalisation, l’unité de détection est montée dans un dispositif de traitement de données installé dans un poste au sol et elle est liée par une liaison de transmission de données au moins à l’unité de réception montée sur l’aéronef.
Dans ce second mode de réalisation, avantageusement, le dispositif de traitement de données est configuré pour recevoir des données d’une pluralité d’aéronefs différents, équipés chacun d’une unité de réception.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
Les figures annexées feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
Le système 1, illustrant l'invention et représenté schématiquement dans un mode de réalisation particulier sur la figure 1, est un système de détection automatique d’un brouillage d’un système de navigation par satellites de type GNSS (ci-après «système GNSS»). Il peut s’agir de tout système GNSS connu, tel que le système GPS, le système Galileo, …
Le système 1 est monté au moins en partie sur un aéronef AC, en particulier sur un avion de transport, et comporte notamment une unité de réception 2 configurée pour suivre de façon usuelle des satellites du système GNSS, dont certains S1 à S4 sont représentés schématiquement sur la figure 2 à titre d’illustration.
L’unité de réception 2 comprend, de façon usuelle, comme représenté sur la figure 1:
- une antenne 3 ANT1 (avec «ANT» pour «Antenna» en anglais) configurée pour détecter et recevoir des signaux radiofréquence SR de satellites S1 à S4 du système GNSS;
- un récepteur 4 RECE1 (avec «RECE» pour «Receiver» en anglais) lié à l’antenne 3 et configuré pour recevoir les signaux détectés par l’antenne 3 par l’intermédiaire d’une liaison 5. Le récepteur 4 détermine également le nombre de satellites effectivement suivis (dit nombre suivi), c’est-à-dire le nombre de satellites desquels il a reçu des signaux (via l’antenne 3);
- une antenne 6 ANT2 configurée pour détecter et recevoir des signaux radiofréquence SR de satellites S1 à S4 du système GNSS;
- un récepteur 7 RECE2 lié à l’antenne 6 et configuré pour recevoir les signaux détectés par l’antenne 6 par l’intermédiaire d’une liaison 8. Le récepteur 7 détermine également le nombre de satellites effectivement suivis (dit nombre suivi), c’est-à-dire le nombre de satellites desquels il a reçu des signaux (via l’antenne 6); et
- une unité de collecte 9 COLLECT (pour «Collecting unit» en anglais) qui est notamment reliée, par l’intermédiaire de liaisons 10 et 11, respectivement au récepteur 4 et au récepteur 7, et qui est configurée pour collecter des informations, en particulier desdits récepteurs 4 et 7.
- une antenne 3 ANT1 (avec «ANT» pour «Antenna» en anglais) configurée pour détecter et recevoir des signaux radiofréquence SR de satellites S1 à S4 du système GNSS;
- un récepteur 4 RECE1 (avec «RECE» pour «Receiver» en anglais) lié à l’antenne 3 et configuré pour recevoir les signaux détectés par l’antenne 3 par l’intermédiaire d’une liaison 5. Le récepteur 4 détermine également le nombre de satellites effectivement suivis (dit nombre suivi), c’est-à-dire le nombre de satellites desquels il a reçu des signaux (via l’antenne 3);
- une antenne 6 ANT2 configurée pour détecter et recevoir des signaux radiofréquence SR de satellites S1 à S4 du système GNSS;
- un récepteur 7 RECE2 lié à l’antenne 6 et configuré pour recevoir les signaux détectés par l’antenne 6 par l’intermédiaire d’une liaison 8. Le récepteur 7 détermine également le nombre de satellites effectivement suivis (dit nombre suivi), c’est-à-dire le nombre de satellites desquels il a reçu des signaux (via l’antenne 6); et
- une unité de collecte 9 COLLECT (pour «Collecting unit» en anglais) qui est notamment reliée, par l’intermédiaire de liaisons 10 et 11, respectivement au récepteur 4 et au récepteur 7, et qui est configurée pour collecter des informations, en particulier desdits récepteurs 4 et 7.
L’unité de collecte 9 reçoit notamment ledit nombre suivi, tel que déterminé par les récepteurs 4 et 7. Si le nombre suivi déterminé par le récepteur 4 est différent du nombre suivi déterminé par le récepteur 7, on considère que l’une des voies d’acquisition (antenne – récepteur) est défaillante, et les informations ne sont pas prises en compte.
Ledit système 1 qui, dans le mode de réalisation de la figure 1 est destiné à être embarqué sur l’aéronef AC (figure 2), comporte, en plus de l’unité de réception 2:
- une unité de génération 12 GEN (pour «Generation unit» en anglais) configurée pour générer un nombre dit attendu correspondant au nombre de satellites du système GNSS que l’on attend que l’unité de réception 2 suive à l’instant courant. Cette unité de génération 12 peut, par exemple, être liée à l’unité de collecte 9, via une liaison 13;
- une unité de détection 14 DETECT (pour «Detection unit» en anglais) comprenant:
• un élément de comparaison 15 COMP (pour «Comparison part» en anglais) configuré pour comparer un nombre considéré comme référence, à savoir ledit nombre attendu (reçu de l’unité de génération 12 par l’intermédiaire d’une liaison 16), au nombre suivi correspondant au nombre de satellites que l’unité de réception 2 suit effectivement (à l’instant considéré) et reçu de l’unité de collecte 9 (de l’unité de réception 2) via une liaison 17; et
• un élément de décision 18 DEC (pour «Decision part» en anglais) configuré pour détecter (ou non) un brouillage, en fonction du résultat de la comparaison mise en œuvre par l’élément de comparaison 15, comme précisé ci-dessous, et pour émettre une information de détection en cas de détection d’un brouillage; et
- au moins une unité (ou liaison) de transmission 19A, 19B configurée pour transmettre, le cas échéant (c’est-à-dire en cas de détection), une information de détection d’un brouillage à au moins un dispositif utilisateur 20 USER (pour «User device» en anglais).
- une unité de génération 12 GEN (pour «Generation unit» en anglais) configurée pour générer un nombre dit attendu correspondant au nombre de satellites du système GNSS que l’on attend que l’unité de réception 2 suive à l’instant courant. Cette unité de génération 12 peut, par exemple, être liée à l’unité de collecte 9, via une liaison 13;
- une unité de détection 14 DETECT (pour «Detection unit» en anglais) comprenant:
• un élément de comparaison 15 COMP (pour «Comparison part» en anglais) configuré pour comparer un nombre considéré comme référence, à savoir ledit nombre attendu (reçu de l’unité de génération 12 par l’intermédiaire d’une liaison 16), au nombre suivi correspondant au nombre de satellites que l’unité de réception 2 suit effectivement (à l’instant considéré) et reçu de l’unité de collecte 9 (de l’unité de réception 2) via une liaison 17; et
• un élément de décision 18 DEC (pour «Decision part» en anglais) configuré pour détecter (ou non) un brouillage, en fonction du résultat de la comparaison mise en œuvre par l’élément de comparaison 15, comme précisé ci-dessous, et pour émettre une information de détection en cas de détection d’un brouillage; et
- au moins une unité (ou liaison) de transmission 19A, 19B configurée pour transmettre, le cas échéant (c’est-à-dire en cas de détection), une information de détection d’un brouillage à au moins un dispositif utilisateur 20 USER (pour «User device» en anglais).
Le système 1 comporte, de plus, un ensemble 21 de sources d’informations DATA (pour «data sources» en anglais), qui génère des données précisées ci-dessous et les transmet via une liaison 22 à l’unité de collecte 9. Cet ensemble 21 comprend des moyens usuels de l’aéronef AC permettant notamment de déterminer les valeurs courantes d’au moins certains des paramètres suivants de l’aéronef: la position, l’altitude, la vitesse sol, et l’attitude (roulis, lacet, tangage).
Dans un premier mode de réalisation (préféré), l’unité de génération 12 génère, comme nombre attendu, la moyenne du nombre de satellites effectivement suivis par l’unité de réception 2 sur une fenêtre temporelle glissante. Cette fenêtre temporelle présente une durée prédéterminée, par exemple dix minutes. Elle commence avant l’instant courant et se termine à l’instant courant.
Cette moyenne permet de filtrer les pentes de satellites et ainsi de servir de valeur de référence, étant donné qu’il n’est pas cohérent que plusieurs satellites ne soient plus détectables sur une fenêtre temporelle aussi courte.
En outre, dans un second mode de réalisation, l’unité de génération 12 génère le nombre attendu, à partir de la position (géographique) courante PC de l’aéronef AC (figure 2), du temps courant et d’un almanach de satellites de type usuel. Cet almanach de satellites indique la position (dans le ciel) des satellites S1 à S4 du système GNSS en fonction du temps. A partir de ces informations, il est facile de déterminer les satellites (et donc le nombre de satellites) du système GNSS que l’aéronef AC est en mesure de détecter (au temps considéré, c’est-à-dire à l’instant courant, à la position courante PC) à l’aide de l’unité de réception 2.
Dans l’exemple de la figure 2, pour des raisons de simplification du dessin, on a uniquement représenté quatre des satellites du système GNSS susceptibles d’être suivis par l’aéronef AC à sa position courante PC. Parmi ces satellites S1 à S4, les satellites S1, S2 et S3 sont réellement suivis par l’unité de réception 2 de l’aéronef AC qui reçoit des signaux radiofréquences SR de ces satellites S1, S2 et S3. En revanche, l’unité de réception 2 ne reçoit pas les signaux du satellite S4 en raison d’un brouillage illustré par une flèche JAM.
Dans le cadre de la présente invention, l’élément de décision 18 détecte un brouillage lorsque la différence entre le nombre attendu et le nombre suivi est supérieur à un nombre prédéterminé, de préférence 3.
La chute du nombre de satellites suivis doit être observée de manière simultanée par les deux récepteurs 4 et 7 de l’unité de réception 2 pour conduire à la détection d’un brouillage.
Dans ce cas, l’information de détection d’un brouillage est transmise:
- à au moins un dispositif utilisateur 20 monté sur l’aéronef AC, via la liaison 19A; et/ou
- à un dispositif utilisateur (non représenté sur la figure 1) situé à l’extérieur de l’aéronef, via la liaison 19B.
- à au moins un dispositif utilisateur 20 monté sur l’aéronef AC, via la liaison 19A; et/ou
- à un dispositif utilisateur (non représenté sur la figure 1) situé à l’extérieur de l’aéronef, via la liaison 19B.
L’unité de détection 14 considère qu’un brouillage est et reste détecté tant que la différence (entres les nombres attendu et suivi) est non nulle. Pour ce faire, le système 1 réalise ses traitements de façon répétitive. Lorsque, après une détection de brouillage, la différence redevient nulle, l’unité de détection 14 considère que l’aéronef AC n’est plus soumis à un brouillage, soit que la source de brouillage ait cessé de fonctionner, soit que l’aéronef AC soit sortie de la zone dans laquelle le brouillage était effectif.
La détection du brouillage est donc effectivement validée (par l’élément de décision 18) lorsque ladite différence est supérieure à 3. Toutefois, l’unité de détection 14 compte la durée du brouillage à partir du moment où ladite différence est supérieure ou égale à 1, un instant T0 correspondant étant alors mémorisé. En effet, le brouillage commence réellement dès lors que la différence est non nulle, même s’il n’est pas encore confirmé. Si la différence redevient nulle sans dépasser la valeur 3, alors la mémorisation de l’instant T0 est annulée. La durée de brouillage correspond à la différence entre cet instant T0 et l’instant auquel la différence redevient nulle.
Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier, ledit système 1 comporte un élément de filtrage 24 FILT1 («FILT» pour «Filtering unit» en anglais) qui fait, par exemple, partie de l’unité de détection 14. Cet élément de filtrage 24 est configuré pour ne pas prendre en compte d’information de détection de brouillage, lorsque l’aéronef présente une assiette latérale courante (ou roulis courant) supérieure à une assiette latérale maximale (ou roulis maximal), par exemple 10°. En effet, durant un virage de l’aéronef, en raison du roulis généré dans ce cas, une partie de l’aéronef, notamment de son fuselage, peut masquer des signaux générés par des satellites du système GNSS, qui peuvent donc ne pas être détectés par les antennes 3 et 6.
Pour éviter une fausse détection, une telle situation n’est donc pas prise en compte. Pour ce faire, soit l’unité de détection 14 réalise ses traitements usuels et le résultat n’est pas pris en compte dans cette situation (assiette latérale courante supérieure à l’assiette latérale maximale), soit les traitements de l’unité de détection 14 sont suspendus durant cette situation. L’assiette latérale courante, utilisée par l’élément de filtrage 24 pour détecter cette situation, est déterminée par l’ensemble 21 de sources de données.
En outre, dans un autre mode de réalisation particulier, ledit système 1 comporte un élément de filtrage 25 FILT2 qui fait, par exemple, partie de l’unité de détection 14. Cet élément de filtrage 25 est configuré pour ne pas prendre en compte d’information de détection lorsque l’aéronef AC est au sol.
Plus précisément, cet élément de filtrage 25 est configuré pour ne pas prendre en compte d’information de détection de brouillage, lorsque l’aéronef AC présente une vitesse sol courante inférieure à une vitesse sol limite, par exemple à 120 nœuds. En effet, au sol, des bâtiments peuvent générer des masquages ou être à l’origine de réflexions des signaux, susceptibles de fausser les mesures.
Pour éviter une fausse détection, une telle situation n’est donc pas prise en compte. Pour ce faire, soit l’unité de détection 14 réalise ses traitements usuels et le résultat n’est pas pris en compte dans cette situation (vitesse sol courante inférieure à la vitesse sol limite), soit les traitements de l’unité de détection 14 sont suspendus durant cette situation. La vitesse sol courante, utilisée par l’élément de filtrage 25 pour détecter cette situation, est déterminée par l’ensemble 21 de sources de données.
Dans un premier mode de réalisation, l’ensemble du système 1 (dont l’unité de détection 14), tel que représenté sur la figure 1, est monté sur l’aéronef AC.
Comme dispositif utilisateur 20, on peut prévoir dans ce cas:
- une unité d’alerte, de type visuel et/ou sonore, permettant d’alerter l’équipage de l’aéronef d’une détection d’un brouillage, en particulier pour qu’il adapte les opérations de l’aéronef si nécessaire; et/ou
- un dispositif de configuration pour reconfigurer des systèmes de l’aéronef afin qu’ils prennent en compte cette information de détection, c’est-à-dire qu’ils ne tiennent pas compte des informations de navigation du système GNSS tant qu’un brouillage est détecté.
- une unité d’alerte, de type visuel et/ou sonore, permettant d’alerter l’équipage de l’aéronef d’une détection d’un brouillage, en particulier pour qu’il adapte les opérations de l’aéronef si nécessaire; et/ou
- un dispositif de configuration pour reconfigurer des systèmes de l’aéronef afin qu’ils prennent en compte cette information de détection, c’est-à-dire qu’ils ne tiennent pas compte des informations de navigation du système GNSS tant qu’un brouillage est détecté.
Dans ce cas, un système dédié ou un pilote de l’aéronef peut également alerter le contrôle aérien de sorte qu’il puisse adapter la gestion du trafic si nécessaire ou émettre des notifications en cas d’actes de brouillage répétés au-dessus d’une région donnée.
En outre, dans un second mode de réalisation, une partie du système 1 (et en particulier l’unité de détection) est montée dans un dispositif de traitement de données 26 installé dans un poste 27 au sol S et, comme représenté sur la figure 3, elle est liée par la liaison de transmission de données 19B à l’unité de réception 2 montée sur un aéronef AC.
Dans ce second mode de réalisation, le dispositif de traitement de données 26 comporte donc une partie du système 1, et en particulier l’unité de détection 14. Dans ce cas, il est relié à un ou plusieurs éléments du système 1, qui sont embarqués sur l’aéronef et reçoit des informations de ces éléments. A titre d’exemple, il peut être relié à l’unité de collecte 9 et recevoir les données collectées par cette dernière sur l’aéronef, par l’intermédiaire d’une liaison de transmission de données 23 (figure 1). Dans ce cas, la détection est réalisée du sol par l’unité de détection faisant partie du dispositif de traitement de données 26, à l’aide des données reçues via la liaison de transmission de données 23. Le dispositif de traitement de données 26 au sol peut être relié à d’autres éléments embarqués du système 1, par exemple à l’ensemble 21 de sources de données.
En cas de détection de brouillage, le dispositif de traitement de données 26 ou un opérateur au sol peuvent:
- alerter le contrôle aérien de sorte qu’il puisse adapter la gestion du trafic si nécessaire ou émettre des notifications en cas d’actes de brouillage répétés au-dessus d’une région donnée; et/ou
- alerter les autorités gérant les émissions radiofréquences pour qu’elles arrêtent les sources d’émission, par exemple des émissions illégales ou des défaillances d’émetteurs de diffusion télévisuelle.
- alerter le contrôle aérien de sorte qu’il puisse adapter la gestion du trafic si nécessaire ou émettre des notifications en cas d’actes de brouillage répétés au-dessus d’une région donnée; et/ou
- alerter les autorités gérant les émissions radiofréquences pour qu’elles arrêtent les sources d’émission, par exemple des émissions illégales ou des défaillances d’émetteurs de diffusion télévisuelle.
Dans une variante de réalisation, le dispositif de traitement de données 26 est relié à l’unité de détection 14 (qui dans ce cas est montée sur l’aéronef) via la liaison de transmission de données 19B et il reçoit des informations de détection de l’aéronef.
Dans ce second mode de réalisation, le dispositif de traitement de données 26 est donc apte à recevoir des données d’une pluralité d’aéronefs différents équipés chacun d’une unité de réception, comme représenté sur l’exemple de la figure 3. Dans cet exemple, le dispositif de traitement de données 26 reçoit des données de deux aéronefs AC situés à des positions courantes PC1 et PC2.
Le dispositif de traitement de données 26 peut ainsi collecter les informations d’une pluralité d’aéronefs AC, par exemple pour consolider les informations et/ou pour former des cartes (géographiques) de brouillage.
Le dispositif de traitement de données 26 ou un autre dispositif utilisateur est configuré pour générer une carte géographique à partir d’informations de détection reçues d’une pluralité d’aéronefs lors de vols de ces derniers. Pour former une carte, on utilise également la position et l’altitude de l’aéronef, générées par l’ensemble 21 de sources d’informations monté sur l’aéronef.
Une carte de brouillage indique sur une étendue géographique donnée, le cas échéant, la ou les zones sur lesquelles est détecté un brouillage. Un code couleur peut être prévu pour différencier, sur la carte de brouillage, visuellement entre elles, les parties de ces zones, en fonction du nombre d’aéronefs ayant été soumis à un brouillage.
Par ailleurs, dans le cadre de la présente invention, l’élément de décision 18 peut être configuré pour détecter d’autres perturbations de signaux GNSS qu’un brouillage.
Dans un mode de réalisation particulier, l’élément de décision 18 est configuré pour détecter un masquage par au moins un bâtiment, au sol. Pour ce faire, on supprime le filtrage au sol réalisé par l’élément de filtrage 25, et on réalise une détection au sol pour détecter des anomalies dans les signaux reçus, aptes à être générées par un masquage.
En outre, dans un autre mode de réalisation particulier, l’élément de décision 18 est configuré pour détecter une perturbation ionosphérique, en vol. Dans ce cas, l’élément de décision 18 détecte une perturbation ionosphérique, lorsque la différence entre le nombre attendu et le nombre suivi est supérieur à 2, alors que l’on a enlevé les informations relatives à une détection de brouillage.
Le système 1, tel que décrit ci-dessus, est donc en mesure de détecter, de façon automatique, un brouillage GNSS et de le distinguer d’autres sources de perturbation.
Cette détection permet notamment:
- d’alerter l’équipage de l’aéronef pour qu’il adapte les opérations de l’aéronef si nécessaire;
- de reconfigurer des systèmes de l’aéronef pour prendre en compte l’information de détection de brouillage;
- d’alerter le contrôle aérien de sorte qu’il puisse adapter la gestion du trafic si nécessaire ou émettre des notifications en cas d’actes de brouillage répétés au-dessus d’une région donnée; et
- d’alerter les autorités gérant les émissions radiofréquences pour qu’elles arrêtent les sources d’émission, par exemple des émissions illégales ou des défaillances d’émetteurs de télédiffusion.
- d’alerter l’équipage de l’aéronef pour qu’il adapte les opérations de l’aéronef si nécessaire;
- de reconfigurer des systèmes de l’aéronef pour prendre en compte l’information de détection de brouillage;
- d’alerter le contrôle aérien de sorte qu’il puisse adapter la gestion du trafic si nécessaire ou émettre des notifications en cas d’actes de brouillage répétés au-dessus d’une région donnée; et
- d’alerter les autorités gérant les émissions radiofréquences pour qu’elles arrêtent les sources d’émission, par exemple des émissions illégales ou des défaillances d’émetteurs de télédiffusion.
Le système 1, tel que décrit ci-dessus, est apte à mettre en œuvre un procédé P de détection automatique d’un brouillage d’un système de navigation par satellites, représenté sur la figure 4, à l’aide d’un système 1 (figure 1) comprenant au moins une unité de réception 2 montée sur un aéronef AC.
Ledit procédé P comprend au moins la suite d’étapes successives suivante, qui est mise en œuvre de façon répétitive, lors du déplacement de l’aéronef AC, principalement lors de son vol:
- une étape de génération E1, mise en œuvre par une unité de génération 12 (figure 1), consistant à générer un nombre dit attendu correspondant au nombre de satellites que l’on attend que l’unité de réception 2 suive;
- une étape de détection E2, mise en œuvre par une unité de détection 14, comprenant:
• une sous-étape de comparaison E2A, mise en œuvre par un élément de comparaison 15, consistant à comparer ledit nombre attendu à un nombre dit suivi correspondant au nombre de satellites que l’unité de réception 2 suit effectivement; et
• une sous-étape de décision E2B, mise en œuvre par un élément de décision 18, consistant à détecter un brouillage en fonction du résultat de la comparaison mise en œuvre à la sous-étape de comparaison E2A et à émettre une information de détection en cas de détection d’un brouillage; et
- une étape de transmission E3, mise en œuvre par une unité de transmission 19A, 19B, consistant à transmettre, le cas échéant, l’information de détection d’un brouillage à au moins un dispositif utilisateur 20.
- une étape de génération E1, mise en œuvre par une unité de génération 12 (figure 1), consistant à générer un nombre dit attendu correspondant au nombre de satellites que l’on attend que l’unité de réception 2 suive;
- une étape de détection E2, mise en œuvre par une unité de détection 14, comprenant:
• une sous-étape de comparaison E2A, mise en œuvre par un élément de comparaison 15, consistant à comparer ledit nombre attendu à un nombre dit suivi correspondant au nombre de satellites que l’unité de réception 2 suit effectivement; et
• une sous-étape de décision E2B, mise en œuvre par un élément de décision 18, consistant à détecter un brouillage en fonction du résultat de la comparaison mise en œuvre à la sous-étape de comparaison E2A et à émettre une information de détection en cas de détection d’un brouillage; et
- une étape de transmission E3, mise en œuvre par une unité de transmission 19A, 19B, consistant à transmettre, le cas échéant, l’information de détection d’un brouillage à au moins un dispositif utilisateur 20.
L’étape de détection E2 peut également comprendre une ou plusieurs sous-étapes auxiliaires E2C, par exemple une ou plusieurs sous-étapes de filtrage pour mettre en œuvre les filtrages précités et/ou une ou plusieurs sous-étapes de détection consistant à détecter d’autres types de perturbations, comme précisé ci-dessus.
Le procédé P comprend également une étape E4 consistant à mettre en œuvre des actions appropriées, telles que précitées, en cas de détection d’un brouillage. En particulier, l’étape E4 peut générer une carte de brouillage à partir d’informations de détection reçues d’une pluralité d’aéronefs.
Claims (15)
- Procédé de détection automatique d’un brouillage d’un système de navigation par satellites, à l’aide d’un système de détection (1) comportant au moins une unité de réception (2) montée sur un aéronef (AC) et configurée pour suivre des satellites (S1 à S4) du système de navigation par satellites (GNSS),
caractérisé en ce qu’il comprend au moins la suite d’étapes suivante:
- une étape de génération (E1), mise en œuvre par une unité de génération (12), consistant à générer un nombre dit attendu correspondant au nombre de satellites (S1 à S4) que l’on attend que l’unité de réception (2) suive;
- une étape de détection (E2), mise en œuvre par une unité de détection (14) comprenant:
• une sous-étape de comparaison (E2A), mise en œuvre par un élément de comparaison (15), consistant à comparer ledit nombre attendu à un nombre dit suivi correspondant au nombre de satellites (S1 à S3) que l’unité de réception (2) suit effectivement; et
• une sous-étape de décision (E2B), mise en œuvre par un élément de décision (18), consistant à détecter, le cas échéant, un brouillage en fonction du résultat de la comparaison mise en œuvre à la sous-étape de comparaison (E2A) et émettre une information de détection en cas de détection d’un brouillage; et
- une étape de transmission (E3), mise en œuvre par une unité de transmission (19A, 19B), consistant à transmettre, le cas échéant, l’information de détection d’un brouillage à au moins un dispositif utilisateur (20, 26). - Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que ladite suite d’étapes est mise en œuvre de façon répétitive. - Procédé selon l’une des revendications 1 et 2,
caractérisé en ce que l’unité de réception (2) comprenant au moins deux récepteurs (4, 7), la sous-étape de comparaison (E2A) compare le nombre attendu au nombre suivi pour chacun des deux récepteurs (4, 7) et la sous-étape de décision (E2B) détecte un brouillage uniquement lorsque les résultats de deux comparaisons mises en œuvre à la sous-étape de comparaison (E2A) correspondent chacun à un brouillage. - Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que l’étape de génération (E1) génère, comme nombre attendu, la moyenne du nombre de satellites (S1 à S3) effectivement suivis par l’unité de réception (2) sur une fenêtre temporelle glissante, ladite fenêtre temporelle présentant une durée prédéterminée, étant antérieure à l’instant courant et se terminant à l’instant courant. - Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que l’étape de génération (E1) génère le nombre attendu, à partir de la position courante (PC) de l’aéronef (AC), du temps courant et d’un almanach de satellites qui indique la position des satellites (S1 à S4) du système de navigation par satellites (GNSS) en fonction du temps. - Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la sous-étape de décision (E2B) détecte un brouillage lorsque la différence entre le nombre attendu et le nombre suivi est supérieur à 3. - Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu’il comporte au moins l’une des étapes de filtrage suivantes:
- une première étape de filtrage (E2C) consistant à ne pas prendre en compte d’information de détection lorsque l’aéronef (AC) présente une assiette latérale courante supérieure à une assiette latérale maximale;
- une seconde étape de filtrage (E2C) consistant à ne pas prendre en compte d’information de détection lorsque l’aéronef (AC) est au sol. - Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la sous-étape de décision (E2B) consiste à détecter au moins l’une des perturbations suivantes:
- un masquage par au moins un bâtiment, au sol;
- une perturbation ionosphérique, en vol. - Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu’il comporte une étape supplémentaire (E4) consistant à générer une carte géographique de brouillage à partir d’informations de détection reçues d’une pluralité d’aéronefs (AC). - Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l’étape de transmission (E3) consiste à transmettre, le cas échéant, l’information de détection d’un brouillage à au moins un dispositif utilisateur (20) monté sur l’aéronef (AC) et/ou à un dispositif utilisateur (26) situé à l’extérieur de l’aéronef (AC). - Système de détection automatique d’un brouillage d’un système de navigation par satellites, ledit système de détection (1) comportant au moins une unité de réception (2) montée sur un aéronef (AC) et configurée pour suivre des satellites (S1 à S4) du système de navigation par satellites (GNSS),
caractérisé en ce qu’il comporte de plus:
- une unité de génération (12) configurée pour générer un nombre dit attendu correspondant au nombre de satellites (S1 à S4) que l’on attend que l’unité de réception (2) suive;
- une unité de détection (14) comprenant:
• un élément de comparaison (15) configuré pour comparer ledit nombre attendu à un nombre dit suivi correspondant au nombre de satellites (S1 à S3) que l’unité de réception (2) suit effectivement; et
• un élément de décision (18) configuré pour détecter le cas échéant un brouillage, en fonction du résultat de la comparaison réalisée par l’élément de comparaison (15), et pour émettre une information de détection en cas de détection d’un brouillage; et
- une unité de transmission (19A, 19B) configurée pour transmettre, le cas échéant, une information de détection d’un brouillage à au moins un dispositif utilisateur (20, 26). - Système selon la revendication 11,
caractérisé en ce que ladite unité de réception (2) comprend au moins une première antenne (3), une seconde antenne (6), un premier récepteur (4) associé à la première antenne (3), un second récepteur (7) associé à la seconde antenne (6), et une unité de collecte d’informations (9), et en ce que:
- l’élément de comparaison (15) est configuré pour comparer le nombre attendu au nombre suivi pour chacun des deux récepteurs (4, 7); et
- l’élément de décision (18) est configuré pour détecter un brouillage uniquement lorsque les résultats de deux comparaisons mises en œuvre par l’élément de comparaison (15) correspondent chacun à un brouillage. - Système selon l’une des revendications 11 et 12,
caractérisé en ce que l’unité de détection (14) est montée sur l’aéronef (AC). - Système selon l’une des revendications 11 et 12,
caractérisé en ce que l’unité de détection est montée dans un dispositif de traitement de données (26) installé dans un poste (27) au sol (S) et elle est liée par une liaison de transmission de données (23) au moins à l’unité de réception (2) montée sur l’aéronef (AC). - Système selon la revendication 14,
caractérisé en ce que le dispositif de traitement de données (26) est configuré pour recevoir des données d’une pluralité d’aéronefs (AC) différents, équipés chacun d’une unité de réception (2).
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