FR3118196A1 - Procédé et système de localisation d’équipements radioélectriques utilisant au moins deux constellations satellitaires - Google Patents
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Abstract
Les modes de réalisation de l’invention fournissent un procédé de localisation, mis en œuvre dans un système satellitaire (10) comprenant au moins une première constellation (100) associée à une probabilité d’occurrence de pannes multiples inférieure à un risque d’intégrité donné, le procédé peut avantageusement comprendre les étapes suivantes mises en œuvre par un équipement radioélectrique (20) :
recevoir (401) une pluralité de signaux de navigation ;sélectionner (402) des modes de pannes à surveiller autres que les pannes multiples de la première constellation ;déterminer (403) une solution de navigation et une pluralité de sous-solutions de navigation ;calculer (404), pour chaque sous-solution de navigation, un ou plusieurs seuils de détection correspondants ;calculer (405) un ou plusieurs niveaux de protection.
Figure pour l’abrégé : Fig. 4
Description
Art antérieur
La présente invention concerne en général la localisation d’objets, et en particulier un procédé et un système de localisation d’équipements radioélectriques en utilisant un système satellitaire formé d’au moins deux constellations satellitaires.
Certains systèmes de localisation connus, tels que les systèmes GPS (acronyme pour « Global Positioning System » signifiant Système de Localisation Mondial), mettent en œuvre une constellation satellitaire formée de plusieurs satellites défilants pour localiser des équipements radioélectriques. Chacun de ces systèmes opère généralement de manière indépendante des autres systèmes de localisation et les équipements radioélectriques à localiser sont généralement conçus et programmés pour fonctionner avec un système donné de localisation. Il arrive alors qu’un équipement radioélectrique se retrouve en visibilité avec des satellites n’appartenant pas au système de localisation auquel est associé l’équipement radioélectrique, ce qui rend sa localisation impossible ou imprécise.
Un équipement radioélectrique peut recevoir simultanément des signaux de navigation à partir de deux ou de plusieurs constellations satellitaires afin de déterminer sa localisation. Dans ce cas, l’équipement radioélectrique détermine une localisation par constellation satellitaire et procède généralement par moyenne pour déterminer une localisation finale, sans prendre en compte les spécificités de chaque constellation satellitaire en termes de probabilités d’occurrences de pannes de fonctionnement susceptibles de se produire au niveau des constellations satellitaires.
Un équipement radioélectrique recevant simultanément des signaux de navigation provenant de plusieurs constellations satellitaires peut surveiller les pannes que les constellations et leurs satellites peuvent subir. Il en résulte une charge de calcul importante qui augmente avec le nombre de constellations satellitaires et/ou avec le nombre de satellites utilisés.
Il existe donc un besoin pour un procédé et un système de localisation d’équipements radioélectriques utilisant un système satellitaire formé d’au moins deux constellations satellitaires capable de réduire la complexité de calcul au niveau de l’équipement radioélectrique tout en garantissant un niveau donné d’intégrité.
Définition générale de l’invention
A cet effet, la présente invention fournit un procédé de localisation d’équipements radioélectriques, mis en œuvre dans un système satellitaire comprenant une pluralité de constellations satellitaires, chaque constellation satellitaire comprenant un ou plusieurs satellites défilants, chaque constellation satellitaire étant associée à des probabilités d’occurrence de pannes comprenant une probabilité d’occurrence de pannes simples et une probabilité d’occurrence de pannes multiples. Le système satellitaire comprend au moins une première constellation associée à une probabilité d’occurrence de pannes multiples inférieure à un risque d’intégrité donné, au moins une deuxième constellation satellitaire, et au moins un équipement radioélectrique à localiser recevant des signaux de navigation provenant d’une pluralité des satellites défilants. Avantageusement, le procédé comprend les étapes suivantes mises en œuvre par un équipement radioélectrique et consistant à :
- recevoir une pluralité de signaux de navigation en provenance d’une pluralité de satellites défilants visibles appartenant au moins à la première et à la deuxième constellation satellitaire ;
- sélectionner des modes de pannes à surveiller correspondant à des pannes des constellations satellitaires autres que les pannes multiples de la première constellation ;
- déterminer une solution de navigation représentant une position de l’équipement radioélectrique dans un repère donné, à partir de la pluralité de signaux de navigation reçus, et déterminer une pluralité de sous-solutions de navigation, chacune des sous-solutions de navigation correspondant à une position de l’équipement radioélectrique dans le repère donné déterminée à partir des signaux de navigation reçus autres que les signaux de navigation provenant d’un ou de plusieurs satellites défilants visibles associés à un mode de pannes sélectionné ;
- calculer, pour chaque sous-solution de navigation, un ou plusieurs seuils de détection correspondants, une condition de non détection de panne étant satisfaite si les écarts entre la solution de navigation et la sous-solution de navigation sont inférieurs à un ou à plusieurs seuils de détection correspondants ;
- calculer un ou plusieurs niveaux de protection associés à la solution principale de navigation, si la condition de non détection de panne est satisfaite pour toutes les sous-solutions de navigation.
Dans un mode de réalisation, la probabilité d’occurrence d’une combinaison de pannes simples dans la première constellation peut être inférieure au risque d’intégrité donné.
Dans un autre mode de réalisation, les modes de pannes à surveiller peuvent comprendre :
- un premier mode de pannes correspondant à l’ensemble des pannes simples de la première et de la deuxième constellation ;
- un deuxième mode de pannes correspondant à l’occurrence d’une panne multiple ou la combinaison de plusieurs pannes simples dans la deuxième constellation ;
- un troisième mode de pannes correspondant à une pluralité de combinaisons d’une panne simple de la première constellation et d’une panne, simple ou multiple, de la deuxième constellation, les autres combinaisons d’une panne simple de la première constellation et d’une panne, simple ou multiple, de la deuxième constellation n’étant pas surveillées.
Avantageusement, le procédé peut comprendre la détermination de la pluralité de combinaisons associée au troisième mode de pannes en fonction d’un seuil donné de sélection, la détermination de la pluralité de combinaisons associée au troisième mode de pannes comprenant les étapes consistant à :
- sélectionner l’ensemble des pannes appartenant au premier mode de pannes et au deuxième mode de pannes, ce qui fournit un ensemble des pannes surveillées ;
- calculer une probabilité d’occurrence de pannes non surveillées en fonction de l’ensemble des pannes surveillées ;
- comparer la probabilité d’occurrence de pannes non surveillées au seuil donné de sélection ;
- si la probabilité d’occurrence de pannes non surveillées est inférieure au seuil donné de sélection, ajouter une combinaison non surveillée d’une panne simple de la première constellation et d’une panne, simple ou multiple, de la deuxième constellation à l’ensemble des pannes surveillées, la combinaison ajoutée étant en outre ajoutée au troisième mode de pannes.
En variante, les combinaisons non surveillées d’une panne simple de la première constellation et d’une panne, simple ou multiple, de la deuxième constellation peuvent être ajoutées à l’ensemble des pannes surveillées selon un ordre croissant ou décroissant d’une métrique de sélection, la métrique de sélection étant une métrique choisie parmi :
- une métrique d’incertitude associée aux signaux de navigation fournis par la première constellation ;
- une métrique de minimisation associée à une matrice de covariance de l’erreur de positionnement des sous-solutions relatives au troisième mode de pannes ;
- une métrique associée à l’impact sur la complexité de calcul des niveaux de protection.
Dans un mode de réalisation, le nombre de combinaisons non surveillées d’une panne simple de la première constellation et d’une panne, simple ou multiple, de la deuxième constellation peut être prédéfini et peut être choisi supérieur ou égal à deux.
Dans un autre mode de réalisation, les un ou plusieurs niveaux de protection peuvent être calculés de manière itérative en minimisant une fonction de coût prédéfinie, la fonction de coût prédéfinie correspondant à la différence entre un risque de dépassement du niveau de protection par l’erreur de positionnement et une allocution d’intégrité ajustée.
Avantageusement, le nombre d’itérations peut être inférieur ou égal à trois.
En variante, les un ou plusieurs niveaux de protection peuvent comprendre un niveau de protection horizontal.
Dans un mode de réalisation, le au moins un équipement radioélectrique peut être aéroporté au moyen d’aéronef, les un ou plusieurs niveaux de protection peuvent comprendre un niveau de protection horizontal et un niveau de protection vertical.
Dans un autre mode de réalisation, la probabilité d’occurrence de pannes simples et la probabilité d’occurrence de pannes multiples associées à la première constellation peuvent respectivement être inférieures à 2x10-5et à 10-7.
Avantageusement, la probabilité d’occurrence de pannes simples et la probabilité d’occurrence de pannes multiples associées la deuxième constellation peuvent être inférieures à 10-3.
Il est en outre proposé un équipement radioélectrique mis en œuvre dans un système satellitaire comprenant une pluralité de constellations satellitaires, chaque constellation satellitaire comprenant un ou plusieurs satellites défilants, chaque constellation satellitaire étant associée à des probabilités d’occurrence de pannes comprenant une probabilité d’occurrence de pannes simples et une probabilité d’occurrence de pannes multiples, le système satellitaire comprenant au moins une première constellation associée à une probabilité d’occurrence de pannes multiples inférieure à un risque d’intégrité donné, au moins une deuxième constellation satellitaire, et au moins un équipement radioélectrique à localiser recevant des signaux de navigation provenant d’une pluralité des satellites défilants. Avantageusement, l’équipement radioélectrique comprend :
- une unité de réception de signaux apte à recevoir une pluralité de signaux de navigation en provenance d’une pluralité des satellites défilants visibles appartenant au moins à la première et à la deuxième constellation satellitaire;
- une unité de sélection de modes de pannes apte à sélectionner des modes de pannes à surveiller correspondant à des pannes des constellations satellitaires autres que les pannes multiples de la première constellation ;
- une unité de localisation apte à déterminer une solution de navigation représentant une position de l’équipement radioélectrique dans un repère donné, à partir de la pluralité de signaux de navigation reçus, et à déterminer une pluralité de sous-solutions de navigation, chacune des sous-solutions de navigation correspondant à une position de l’équipement radioélectrique dans le repère donné déterminée à partir des signaux de navigation reçus autres que les signaux de navigation provenant d’un ou de plusieurs satellites défilants visibles associés à un mode de pannes sélectionné ;
- une unité de détection de pannes apte à calculer, pour chaque sous-solution de navigation, un ou plusieurs seuils de détection correspondants, une condition de non détection de panne étant satisfaite si les écarts entre la solution de navigation et la sous-solution de navigation sont inférieurs à un ou à plusieurs seuils de détection correspondants ;
- une unité de calcul apte à calculer un ou plusieurs niveaux de protection associés à la solution principale de navigation, si la condition de non détection de panne est satisfaite pour toutes les sous-solutions de navigation.
Les modes de réalisation de l’invention permettent une précision de la localisation des équipements radioélectriques et un niveau d’intégrité accrus par rapport aux solutions de l’état de la technique. L’invention peut s’appliquer avantageusement aux systèmes de guidage autonome des aéronefs, des navires et des véhicules terrestres.
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’aide de la description qui suit et des figures dans lesquels :
Description détaillée
La représente un système de localisation par satellites 10, appelé aussi système satellitaire 10, dans lequel un procédé de localisation peut être implémenté selon des modes de réalisation de l’invention. Le système de localisation 10 peut comprendre au moins deux constellations satellitaires 100, 200 comprenant une première constellation 100 et une deuxième constellation 200. Chacune des deux constellations satellitaires 100, 200 peut être formée d’un ou de plusieurs satellites défilants 101, 201. Le système de localisation 10 peut transmettre des signaux de navigation en direction d’un ou de plusieurs équipements radioélectriques 20 à localiser.
Chacune des constellations satellitaires 100, 200 peut être formée d’un nombre de satellites défilants 101, 201 qui peut être assez important. Dans un mode de réalisation, chaque constellation satellitaire 100 ou 200 peut comprendre un nombre , de satellites défilants 101, 201, le nombre de satellite défilants (noté pour la constellation 100 et noté pour la constellation 200) étant supérieur à 10. Avantageusement, chacune des constellations satellitaires 100, 200 peut être à couverture mondiale de manière à couvrir toute la surface terrestre à tout moment d’une journée. Des exemples de constellations satellitaires, comprennent, sans limitation, les constellations GPS, Galileo, Beidou et Glonass. Les constellations satellitaires 100, 200 mises en œuvre peuvent subir des pannes de fonctionnement de type « panne multiple », encore appelée « panne de constellation ». Un tel type de panne implique au moins deux satellites de la même constellation 100 ou 200 tombant en panne pour une cause commune, comme par exemple une mise à jour simultanée de plusieurs satellites d’une constellation en utilisant des paramètres de navigation erronés. En outre, chacune des deux constellations satellitaires 100, 200 peut être associée à une probabilité d’occurrence de pannes multiples. Dans un mode de réalisation, la probabilité d’occurrence de pannes multiples de la première constellation 100, notée , peut être différente, par exemple inférieure, à la probabilité d’occurrence de pannes multiples de la deuxième constellation 200, notée . Dans la suite de la description, il est considéré que la probabilité d’occurrence de pannes multiples de la première constellation 100 est inférieure à celle de la deuxième constellation 200, à titre d’exemple non limitatif.
Chacun des satellites défilants 101, 201 formant les deux constellations satellitaires 100, 200 peut comprendre une plateforme pour faire évoluer le satellite sur une orbite donnée, l’orbite pouvant être par exemple et sans limitation de type LEO, MEO ou autre. De manière opérationnelle, chacun des satellites défilants 101, 201 peut en outre comprendre une charge utile permettant au satellite de transmettre des signaux de navigation en direction de la Terre. La charge utile d’un satellite défilant donné peut par exemple comprendre une unité de génération de signaux de navigation, une horloge bord à précision élevée, par exemple de type atomique, et une antenne d’émission RF (Radio Fréquence), de préférence non directive à grande ouverture angulaire.
Avantageusement, les satellites défilants 101, 201 formant une constellation satellitaire 100 ou 200 peuvent être identiques d’un point de vue matériel (plateforme et charge utile) et leurs caractéristiques orbitales peuvent être optimisées de manière à avoir une constellation satellitaire à couverture mondiale. Par exemple, des satellites défilants 101, 201 d’une même constellation 100 ou 200 peuvent évoluer selon une même altitude et une même période orbitale en suivant des plans orbitaux différents. Par ailleurs, un satellite défilant appartenant à une constellation satellitaire peut subir des pannes de fonctionnement de type « panne simple », encore appelé « panne satellite ». Un tel type de panne implique un seul satellite d’une constellation, comme par exemple un problème d’alimentation électrique ou des dérives de l’horloge embarquée. L’utilisation de satellites défilants 101, 201 identiques d’un point de vue matériel peut impliquer une même probabilité d’occurrence de pannes simples pour tous les satellites défilants 101, 201 appartenant à une même constellation satellitaire 100 ou 200. Par ailleurs, la probabilité d’occurrence de pannes simples de la première constellation 100 peut être différente, par exemple inférieure, de la probabilité d’occurrence de pannes simples de la deuxième constellation 200 . Dans la suite de la description, il est considéré que la probabilité d’occurrence de pannes simples de la première constellation 100 est inférieure à celle de la deuxième constellation 200, à titre d’exemple non limitatif.
En outre, le système satellitaire 10 peut subir d’autres types de pannes impliquant simultanément la première 100 et la deuxième constellation satellitaire 200 mises en œuvre. Par exemple, le système satellitaire 10 peut subir simultanément une panne simple d’un satellite défilant 101 de la première constellation 100 et une panne multiple impliquant au moins deux satellites défilants 201 de la deuxième constellation 200, ou inversement. Le système satellitaire 10 peut aussi subir simultanément deux pannes, simples ou multiples, affectant une même constellation 100 ou 200. Par exemple, la deuxième constellation satellitaire 200 peut subir simultanément deux pannes simples impliquant deux satellites défilants 201 tombant en panne pour deux causes différentes.
Par ailleurs, un équipement radioélectrique 20 à localiser peut être de type terrestre ou aéroporté au moyen d’un aéronef. L’équipement radioélectrique 20 peut comprendre des ressources matérielles et/ou logicielles lui permettant de recevoir, de manière continue dans le temps, et de traiter des signaux de navigation émis par des satellites 101, 201 appartenant aux constellations satellitaires 100, 200 mises en œuvre. Par exemple, un équipement radioélectrique 20 peut comprendre une antenne de réception RF, un récepteur de signaux de navigation et une unité de traitement numérique apte à décoder et à démoduler les signaux de navigation reçus pour localiser l’équipement radioélectrique 20 et à associer un niveau de protection à la localisation ainsi déterminée. La localisation d’un équipement radioélectrique 20 peut par exemple comprendre la détermination de la position de l’équipement radioélectrique 20 représentée par des coordonnées dans un repère cartésien géocentrique (système géodésique), par exemple.
Dans un mode de réalisation de l’invention, un équipement radioélectrique 20 à localiser peut être configuré pour déterminer sa localisation en utilisant tous les signaux de navigation, c’est-à-dire des signaux à partir desquels la localisation peut être déterminée. Les satellites défilants 101, 201 fournissant de tels signaux de navigation représentent, pour l’équipement radioélectrique 20 à localiser, des satellites visibles 101, 201. En particulier, des satellites visibles 101, 201 peuvent être défaillants, c’est-à-dire qu’ils ont subi une panne de fonctionnement qui peut être par exemple de type simple ou multiple. La localisation déterminée par un équipement radioélectrique 20 en utilisant tous les signaux de navigation provenant de tous les satellites visibles constitue une « solution de navigation », appelée aussi « solution principale de navigation ».
Dans un autre mode de réalisation de l’invention, un équipement radioélectrique 20 à localiser peut exclure du calcul de sa localisation un ou plusieurs signaux de navigation provenant d’un ou de plusieurs satellites visibles. Une localisation déterminée par un équipement radioélectrique 20 en excluant un ou plusieurs signaux de navigation constitue une « sous-solution de navigation ». En particulier, un équipement radioélectrique 20 peut calculer des sous-solutions de navigation en excluant des signaux de navigation provenant d’un ou de plusieurs satellites visibles identifiés comme potentiellement en panne. Par exemple, un équipement radioélectrique 20 peut calculer, pour chaque solution principale de navigation, plusieurs sous-solutions de navigation en excluant pour chacune d’elles les signaux de navigation provenant d’un des satellites visibles 101, 201. Dans ce cas, l’équipement radioélectrique 20 calcule autant de sous-solutions de navigation que de satellites visibles. En outre, un équipement radioélectrique 20 peut calculer une sous-solution de navigation en excluant les signaux de navigation provenant de tous les satellites visibles appartenant à l’une des constellations satellitaires mises en œuvre 100 ou 200. Généralement, une sous-solution de navigation peut s’écarter de manière significative de la solution principale de navigation associée lorsqu’un ou plusieurs satellites visibles sont défaillants. Dans ce cas, la sous-solution de navigation excluant le ou les satellites visibles défaillants peut être plus proche à la position réelle de l’équipement radioélectrique 20. Avantageusement, l’équipement radioélectrique 20 peut calculer, à partir de la solution principale de navigation associée, pour chaque sous-solution de navigation, un écart représentant la distance entre la solution principale de navigation et la sous-solution de navigation considérées.
Avantageusement, un équipement radioélectrique 20 peut déterminer sa localisation en utilisant des signaux de navigation provenant de plusieurs satellites défilants 101, 201 visibles appartenant à deux constellations satellitaires 100, 200 mises en œuvre. Ainsi, la solution principale de navigation et des sous-solutions de navigation associées peuvent être déterminées à partir des deux constellations satellitaires 100, 200 mises en œuvre.
Avantageusement, un ou plusieurs niveaux de protection ( ), appelés aussi rayons de protection, peuvent être associés à chaque solution principale de navigation déterminée par un équipement radioélectrique 20. Par exemple, un niveau de protection horizontal et un niveau de protection vertical peuvent être associés à une solution de navigation déterminée par un équipement radioélectrique 20 aéroportée au moyen d’un aéronef, par exemple. Alternativement, un seul niveau de protection horizontal peut être associé à une solution de navigation déterminée par un équipement radioélectrique 20 aéroporté, l’information verticale pouvant, dans ce cas, être fournie par un autre type de senseur tel qu’un altimètre. La probabilité associée à un niveau de protection, horizontal par exemple, peut être de l’ordre de 10-7, et correspond au risque de dépassement du niveau de protection par l’erreur de positionnement, qui doit être inférieur à 10-7par heure. Cette valeur est encore appelée risque d’intégrité ou allocation d’intégrité et est notée dans la suite de la description.
Le calcul des niveaux de protection en surveillant tous les satellites défilants visibles est généralement une tâche coûteuse en termes de puissance de calcul, de ressources en mémoire, et de temps de calcul. De telles ressources ne sont généralement pas disponibles dans un équipement radioélectrique 20 qui peut être aéroporté au moyen d’un aéronef, de type drone par exemple. La surveillance d’un satellite défilant visible par un équipement radioélectrique 20 fait référence à l’aptitude de l’équipement radioélectrique 20 à déterminer l’état de ce satellite, c’est-à-dire de son aptitude à déterminer si ce satellite est défaillant ou opérationnel. La détermination de l’état d’un satellite défilant visible peut s’effectuer à partir des signaux de navigation reçus par l’équipement radioélectrique 20. Par exemple, la détermination de l’état d’un satellite défilant visible peut s’effectuer en comparant la solution principale de navigation et la sous-solution de navigation excluant les signaux de navigation provenant du satellite défilant visible considéré.
Il est connu, pour une constellation satellitaire donnée, de ne pas tenir compte dans le calcul des niveaux de protection d’un certain nombre de pannes ou plus généralement d’un certain nombre de types de pannes lorsque leur probabilité d’occurrence est inférieure à un certain seuil. Dans ce cas, leur probabilité d’occurrence peut être retirée du risque d’intégrité initial. Une telle approche est décrite par exemple dans l’article [Blanch, et al., «Baseline advanced RAIM user algorithm and possible improvements », IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2015] et permet de réduire relativement le nombre de sous-solutions de navigation à calculer, mais la complexité de calcul des niveaux de protection reste élevée par rapport à la capacité de calcul d’un terminal radioélectrique 20.
Dans un premier mode de réalisation, l’équipement radioélectrique 20 à localiser utilise au moins deux constellations satellitaires 100, 200 telles que représentées sur la figure 1 pour sélectionner des modes de pannes à surveiller, la sélection des modes de pannes à surveiller s’effectuant en fonction des probabilités d’occurrence de pannes, simples et multiples, des deux constellations satellitaires 100, 200 et en fonction d’un risque d’intégrité prédéfini . Dans un tel premier mode de réalisation, la détermination des sous-solutions de navigation et le calcul des niveaux de protection peuvent s’effectuer en ne considérant que les modes de pannes sélectionnés. Par exemple, un équipement radioélectrique 20 peut sélectionner des modes de pannes à surveiller pour le calcul des niveaux de protection en excluant un mode de panne correspondant à l’ensemble des pannes multiples de la première constellation 100, la première constellation 100 présentant des probabilités d’occurrence de pannes telles que la probabilité d’occurrence d’une panne multiple ou d’une combinaison de pannes simples soit inférieure au risque d’intégrité prédéfini.
Dans un deuxième mode de réalisation, l’équipement radioélectrique 20 à localiser utilise au moins une première 100 et une deuxième constellation satellitaire 200 telles que représentées sur la , la première constellation satellitaire 100 présentant des probabilités d’occurrence de pannes telles que la probabilité d’occurrence d’une panne multiple ou d’une combinaison de pannes simples soit inférieure à un risque d’intégrité prédéfini. Dans un tel deuxième mode de réalisation, l’équipement radioélectrique 20 peut sélectionner des modes de pannes à surveiller parmi trois modes de pannes :
- Dans un premier mode de pannes correspondant à l’ensemble des pannes simples de la première 100 et de la deuxième constellation satellitaire 200, l’occurrence d’un tel mode de pannes pouvant se produire pour la constellation selon la probabilité suivante :
(1)
Dans l’équation (1), le paramètre représentant la probabilité d’absence totale de panne et est donnée par la relation , désignant la probabilité d’absence de panne dans la constellation .
- Dans un deuxième mode de pannes correspondant à l’occurrence d’une panne multiple ou de plusieurs pannes simples dans la deuxième constellation satellitaire 200, l’occurrence d’une panne multiple dans la deuxième constellation 200 peut se produire selon la probabilité suivante :
(2)
- Dans un troisième mode de pannes correspondant à des combinaisons d’une panne simple de la première constellation 100 et d’une panne quelconque, simple ou multiple, de la deuxième constellation 200, l’occurrence d’un tel mode de pannes peut se produire selon la relation suivante :
(3)
- Dans un premier mode de pannes correspondant à l’ensemble des pannes simples de la première 100 et de la deuxième constellation satellitaire 200, l’occurrence d’un tel mode de pannes pouvant se produire pour la
Dans l’équation (1), le paramètre
- Dans un deuxième mode de pannes correspondant à l’occurrence d’une panne multiple ou de plusieurs pannes simples dans la deuxième constellation satellitaire 200, l’occurrence d’une panne multiple dans la deuxième constellation 200 peut se produire selon la probabilité suivante :
- Dans un troisième mode de pannes correspondant à des combinaisons d’une panne simple de la première constellation 100 et d’une panne quelconque, simple ou multiple, de la deuxième constellation 200, l’occurrence d’un tel mode de pannes peut se produire selon la relation suivante :
Par exemple, toutes les combinaisons possibles d’une panne simple de la première constellation 100 et d’une panne quelconque de la deuxième constellation 200 peuvent être surveillées et prises en compte pour calculer les sous-solutions de navigation. Du fait de la faible probabilité d’occurrence des autres pannes, elles peuvent avantageusement ne pas être surveillées et elles sont prises en compte dans la probabilité d’occurrence de pannes non surveillées, notée .
Le deuxième mode de réalisation permet avantageusement de :
- réduire le nombre de pannes à surveiller par l’équipement radioélectrique 20, ce qui permet de réduire la charge de calcul en diminuant par exemple le nombre de sous-solutions de navigation à déterminer ;
- maintenir la probabilité d’occurrence de pannes non surveillées ( ) à une valeur inférieure au risque d’intégrité prédéfini.
- réduire le nombre de pannes à surveiller par l’équipement radioélectrique 20, ce qui permet de réduire la charge de calcul en diminuant par exemple le nombre de sous-solutions de navigation à déterminer ;
- maintenir la probabilité d’occurrence de pannes non surveillées (
La figure 2 représente des étapes mises en œuvre pour sélectionner des pannes à surveiller par un équipement radioélectrique 20, selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Le troisième mode de réalisation peut utiliser deux constellations satellitaires 100, 200 telles que représentées sur la figure 1 où une première constellation satellitaire 100 présentant des probabilités d’occurrence de pannes telles que la probabilité d’occurrence d’une panne multiple ou d’une combinaison de pannes simples soit inférieure à un risque d’intégrité prédéfini. En outre, la sélection des pannes à surveiller s’effectue selon le troisième mode de réalisation en fonction d’un seuil donné de sélection . La sélection des pannes à surveiller selon un tel mode de réalisation concerne particulièrement les combinaisons d’une panne simple de la première constellation 100 et d’une panne quelconque de la deuxième constellation 200. Dans ce cas, l’équipement radioélectrique 20 peut ne pas surveiller toutes les combinaisons possibles, certaines combinaisons ne sont donc pas surveillées et elles sont exclues du troisième mode de pannes.
A l’étape 301, l’équipement radioélectrique 20 peut sélectionner toutes les pannes appartenant au premier et au deuxième mode de pannes tels que définis ci-dessus, c’est-à-dire l’ensemble des pannes simples de la première et de la deuxième constellation 200, et l’ensemble correspondant à l’occurrence d’une panne multiple ou de plusieurs pannes simples dans la deuxième constellation 200, ce qui fournit un ensemble des pannes surveillées ne contenant pas de combinaisons d’une panne simple de la première constellation 100 et d’une panne quelconque de la deuxième constellation 200.
A l’étape 302, l’équipement radioélectrique 20 peut calculer à partir de l’ensemble des pannes surveillées une probabilité d’occurrence de pannes non surveillées. Une probabilité initiale d’occurrence de pannes non surveillées peut être déterminée à partir de l’ensemble des pannes surveillées sélectionnées à l’étape 301.
A l’étape 303, l’équipement radioélectrique 20 peut comparer la probabilité d’occurrence de pannes non surveillées au seuil donné de sélection. La probabilité d’occurrence de pannes non surveillées peut être supérieure, inférieure ou sensiblement égale au seuil donné de sélection.
A l’étape 304, exécutée lorsque la probabilité d’occurrence de pannes non surveillées est inférieure au seuil donné de sélection, une combinaison d’une panne simple de la première constellation 100 et d’une panne quelconque, simple ou multiple, de la deuxième constellation 200, est ajoutée à l’ensemble des pannes surveillées, la combinaison ajoutée devenant une combinaison surveillée et par conséquent incluse dans le troisième mode de pannes. Les étapes 302 et 303 peuvent être ensuite exécutées en tenant en compte de l’ensemble des pannes surveillées tel que mis à jour.
Les étapes 302, 303 et 304 peuvent être réitérées un nombre fini de fois jusqu’à ce que la probabilité d’occurrence de pannes non surveillées atteigne le seuil donné de sélection. A l’issue de l’exécution itérative des étapes 302, 303 et 304, la probabilité d’occurrence de pannes non surveillées atteint sensiblement le seuil donné de sélection.
Dans un quatrième mode de réalisation, l’ajout des combinaisons d’une panne simple de la première constellation 100 et d’une panne quelconque de la deuxième constellation 200 à l’ensemble des pannes surveillées tel que décrit en relation avec la peut s’effectuer selon un ordre croissant ou décroissant d’une métrique de sélection donnée. Dans le cas où la probabilité d’occurrence de panne simple dans la première constellation 100 est différente d’un satellite à un autre, les combinaisons associées à des probabilités d’occurrence de panne simple les plus élevées peuvent être ajoutées en premier, ce qui correspond à une métrique d’incertitude associée aux signaux de navigation fournis par la première constellation satellitaire 100.
Dans un autre mode de réalisation, l’ajout des combinaisons d’une panne simple de la première constellation 100 et d’une panne quelconque de la deuxième constellation 200 à l’ensemble des pannes surveillées peut s’effectuer selon une autre métrique de sélection correspondant à la dégradation dans un plan horizontal et/ou vertical de la matrice de covariance de l’erreur de positionnement. Dans un tel mode de réalisation, les combinaisons associées à une dégradation minimale dans un plan horizontal et/ou vertical de la matrice de covariance de l’erreur de positionnement par rapport à la matrice de covariance de l’erreur de positionnement obtenue en utilisant tous les satellites de la première constellation 100 sont ajoutées en premier.
Alternativement, l’ajout des combinaisons d’une panne simple de la première constellation 100 et d’une panne quelconque de la deuxième constellation 200 à l’ensemble des pannes surveillées peut s’effectuer en ajoutant en premier les combinaisons associées à un impact minimal sur le calcul des niveaux de protection (la métrique de sélection est alors l’impact des combinaisons sur le calcul des niveaux de protection). Les niveaux de protections peuvent être obtenus en résolvant l’équation suivante :
(4)
où représente la fonction de répartition de la loi normale centrée réduite. représente le seuil auquel on compare l’écart entre la solution principale de navigation et la sous-solution de navigation robuste à la panne k selon la direction q, représente l’erreur maximale de positionnement selon la direction q causée par les biais affectant chaque mesure utilisée dans le calcul de la sous-solution robuste à la panne k et représente l’écart-type de l’erreur de position selon la direction q de la sous-solution robuste à la panne k, et est le nombre d’échantillons indépendant (par exemple 360) sur la période d’exposition (par exemple une heure).
où
Dans un cinquième mode de réalisation de l’invention, le nombre de combinaisons non surveillées d’une panne simple de la première constellation 100 et d’une panne quelconque de la deuxième constellation 200 peut être préalablement fixé en fonction des probabilités d’occurrence de pannes simples et multiples des deux constellations satellitaire 100, 200. Par exemple, le nombre de combinaisons non surveillées d’une panne simple de la première constellation 100 et d’une panne quelconque de la deuxième constellation 200 peut être supérieur ou égal à 2. Avantageusement, en utilisant l’une des métriques de sélection décrites en relation avec le quatrième mode de réalisation, les combinaisons non surveillées d’une panne simple de la première constellation 100 et d’une panne quelconque de la deuxième constellation 200 peuvent correspondre à une dégradation maximale de la métrique de sélection, par exemple une incertitude maximale associée aux signaux de navigation fournis par la première constellation satellitaire 100.
La est un tableau représentant le nombre de pannes surveillées par l’équipement radioélectrique 20 en utilisant un algorithme de sélection de l’état de la technique, selon l’approche décrite dans l’article [Blanch, et al., «Baseline advanced RAIM user algorithm and possible improvements », IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2015]. Le tableau de la montre au niveau des lignes 1 et 2 le nombre de pannes surveillées par l’équipement radioélectrique pour différents nombres de satellites visibles et pour différentes valeurs des probabilités d’occurrence de pannes dans la deuxième constellation satellitaire 200. Le tableau montre également le nombre de pannes surveillées selon le deuxième mode de réalisation de l’invention au niveau de la ligne 3 et selon le troisième mode de réalisation au niveau de la ligne 4. Les modes de réalisation de l’invention, permettent ainsi de réduire considérablement le nombre de pannes surveillées, et par conséquent, de réduire la charge de calcul nécessaire pour déterminer les sous-solutions de navigation et les niveaux de protection.
La représente un procédé de localisation d’équipements radioélectriques 20 en utilisant deux constellations satellitaires 100, 200 comprenant une première 100 et une deuxième constellation satellitaire 200, la première constellation satellitaire 100 présentant des probabilités d’occurrence de pannes telles que la probabilité d’occurrence d’une panne multiple ou d’une combinaison de pannes simples soit inférieure à un risque d’intégrité prédéfini. L’équipement radioélectrique 20 peut être simultanément visible à partir de plusieurs satellites défilants 101, 201 appartenant à la première 100 et à la deuxième constellation satellitaire 200.
A l’étape 401, l’équipement radioélectrique 20 peut recevoir des signaux de navigation à partir de tous les satellites défilants 101, 201 visibles. Généralement, un signal de navigation reçu par un équipement radioélectrique 20 permet la détermination d’un lieu géographique dans lequel se situe l’équipement radioélectrique 20, un tel lieu géographique pouvant correspondre à une sphère centrée sur la position du satellite défilant émetteur, supposée connu avec exactitude par l’équipement radioélectrique 20, à partir des éphémérides du satellite défilant, et admettant comme rayon une pseudo-distance déterminé à partir de l’écart temporel subi par le signal de navigation pour atteindre l’équipement radioélectrique 20.
A l’étape 402, l’équipement radioélectrique 20 peut sélectionner des modes de pannes à surveiller. La sélection des modes de pannes à surveiller peut s’effectuer selon l’un des modes de réalisation de l’invention décrits ci-avant. Par exemple, l’équipement radioélectrique 20 peut sélectionner le premier, le deuxième et le troisième mode de pannes. Avantageusement, le nombre de combinaisons surveillées d’une panne simple de la première constellation 100 et d’une panne quelconque de la deuxième constellation 200 peut être optimisé comme décrit en relation avec la ou comme décrit en relation avec le cinquième mode de réalisation de l’invention.
L’homme du métier comprendra que l’ordre selon lequel les étapes 401 et 402 sont exécutées peut être alterné. Par exemple, l’étape 402 peut être exécutée en premier.
A l’étape 403, l’équipement radioélectrique 20 peut déterminer, à partir des signaux de navigation provenant de tous les satellites visibles, une solution de navigation, appelée aussi solution principale de navigation, représentant la position de l’équipement radioélectrique 20 dans un repère donné. En particulier, un ou plusieurs signaux de navigation utilisés pour calculer la solution principale de navigation peuvent provenir d’un ou de plusieurs satellites visibles défaillants. Par ailleurs, l’équipement radioélectrique 20 peut en outre déterminer des sous-solutions de navigation où chaque sous-solution de navigation exclut, c’est-à-dire ne tient pas compte de, un ou plusieurs signaux de navigation fournis par un ou plusieurs satellites visibles associés à un mode de pannes sélectionné à la sortie de l’étape 402.
Par exemple, en considérant deux constellations satellitaires 100, 200 comprenant chacune 10 satellites défilants 101, 201 qui sont tous visibles par l’équipement radioélectrique 20, l’équipement radioélectrique 20 peut calculer, en relation avec le premier mode de pannes, 20 sous-solutions de navigation où chaque sous-solution de navigation utilise 19 satellites visibles et exclut un satellite visible différent des autres sous-solutions de navigation. En relation avec le deuxième mode de pannes, l’équipement radioélectrique 20 peut calculer une sous-solution de navigation utilisant les 10 satellites visibles de la première constellation 100 et aucun satellite de la deuxième constellation 200. En relation avec le troisième mode de pannes, l’équipement radioélectrique peut à priori calculer jusqu’à 10 sous-solutions de navigation utilisant 9 satellites visible de la première constellation 100 et aucun satellite visible de la deuxième constellation. Ce nombre de 10 peut ensuite être optimisé pour réduire la charge de calcul dans l’équipement radioélectrique selon l’un des modes de réalisation décrits ci-dessus.
Ainsi, en cas de pannes affectant un ou plusieurs satellites défilants 101, 201 visibles, une sous-solution parmi les sous-solutions de navigation peut estimer correctement la position réelle de l’équipement radioélectrique 20, alors que la position principale de navigation est erronée.
En outre, à l’étape 403, l’équipement radioélectrique 20 peut calculer les écarts séparant la solution principale de navigation de chacune des sous-solutions de navigation. Par exemple, en considérant une solution et une sous-solution de navigation, deux écarts peuvent être calculés dans le plan horizontal selon deux directions perpendiculaires et un troisième écart peut être mesuré selon la direction verticale.
A l’étape 404, l’équipement radioélectrique 20 peut calculer des seuils de détection de panne en fonction d’une probabilité de fausse alerte préalablement prédéfinie et en fonction des incertitudes associées aux écarts entre la solution principale de navigation et les sous-solution de navigation, un ou plusieurs seuils de détection étant calculés pour chacune des sous-solutions de navigation. L’étape 404 peut en outre comprendre une comparaison, pour chacune des sous-solutions de navigation, entre l’écart entre la solution principale de navigation et la sous-solution de navigation tel que calculé à l’étape 403 avec le seuil de détection de panne correspondant, ce qui permet de déterminer, pour chaque sous-solution de navigation, si une condition de non détection de panne est satisfaite ou non, la condition de non détection de panne étant satisfaite si l’écart entre la solution principale de navigation et la sous-solution de navigation est inférieur à au moins un seuil de détection correspondant.
A l’étape 405, si la condition de non détection de panne est satisfaite pour toutes les sous-solutions de navigation, c’est-à-dire que tous les écarts calculés à l’étape 403 sont inférieurs aux seuils de détection correspondants calculés à l’étape 404, l’équipement radioélectrique 20 peut calculer un niveau de protection horizontal et/ou un niveau de protection vertical en fonction d’un ou de plusieurs paramètres parmi : une valeur d’intégrité ajustée notamment par les probabilités d’occurrence de pannes non surveillées, les probabilités d’occurrence de pannes surveillées, les seuils de détection ou alternativement les écarts entre la solution principale de navigation et les sous-solutions de navigation, l’incertitude de positionnement de la solution principale de navigation et des sous-solutions de navigation, etc.
Avantageusement, le procédé de localisation peut en outre comprendre une étape supplémentaire consistant à déclencher l’émission par l’équipement radioélectrique 20 d’un message (ou notification) d’alerte, par exemple à destination de son utilisateur, lorsqu’au moins un écart entre la solution principale de navigation et une sous-solution de navigation est supérieure au seuil de détection correspondant.
Dans un mode de réalisation de l’invention, la première constellation satellitaire 100 associée à des probabilités d’occurrence de pannes minimales par rapport au reste des constellations d’un système satellitaire 10 peut présenter une probabilité d’occurrence de pannes simples inférieure à 2x10-5et une probabilité d’occurrence de pannes multiples inférieure à 10-7.
Dans un autre mode de réalisation de l’invention, la deuxième constellation satellitaire 200 associée à des probabilités d’occurrence de pannes supérieures à celles de la première constellation 100 peut présenter une probabilité d’occurrence de pannes, simples ou multiples, inférieure à 10-3.
L’homme du métier comprendra que le procédé de localisation d’équipements radioélectriques 20 selon l’invention peut s’appliquer à un système satellitaire 10 comprenant tout nombre supérieur ou égal à 2 de constellations satellitaires avec une première constellation 100 présentant des probabilités d’occurrence de pannes telles que la probabilité d’occurrence d’une panne multiple ou d’une combinaison de pannes simples soit inférieure à un risque d’intégrité prédéfini.
Dans un mode de réalisation, le calcul d’un niveau de protection, horizontal ou vertical par exemple, peut s’effectuer de manière itérative en cherchant à minimiser une fonction de coût donnée. Avantageusement, la recherche peut s’effectuer selon une méthode de minimisation itérative et le nombre d’itérations utilisé pour faire la recherche peut être inférieur à trois.
La illustre les étapes mises en œuvre pour calculer un niveau de protection selon un tel mode de réalisation de l’invention.
A l’étape 501, une fonction de coût, , correspondant à la différence entre le risque de dépassement du niveau de protection x par l’erreur de positionnement ( ) et une allocution d’intégrité ajustée ( ), peut être définie à partir de plusieurs paramètres tels que le nombre de pannes surveillées ( ), la probabilité d’occurrence de pannes surveillées ( ) et/ou non surveillées, les écart-types de l’erreur de position ( ), les seuils de comparaison ( ) et/ou les erreurs de positionnement ( ), etc. Le risque de dépassement du niveau de protection x par l’erreur de positionnement peut s’écrire sous la forme suivante :
(5)
A l’étape 502, une valeur de départ, x0, et un incrément, Δ, peuvent être définis. La valeur de départ peut par exemple être l’une des bornes ou le centre du domaine de recherche. La borne supérieure peut être par exemple obtenue en allouant à chaque mode de panne surveillé une portion égale de l’allocation d’intégrité, notamment ajustée par la probabilité d’occurrence des pannes non surveillées. La borne inférieure peut par exemple être fixée à 0 ou être obtenue en allouant à chaque mode de panne surveillé la totalité de l’allocation d’intégrité ajustée. Par ailleurs, l’incrément peut, par exemple, être supérieur à la moitié de la tolérance ( ) sur l’estimation de x.
A l’étape 503, la fonction de coût est évaluée à la valeur de départ. Ensuite, la valeur du domaine de recherche, , peut être mise à jour en fonction des éléments comprenant l’ancienne valeur de l’intervalle de recherche, , l’incrément, et les résultats de l’évaluation de la fonction de coût et de ses dérivées par rapport à . Par exemple la valeur de peut être obtenue selon la relation suivante :
(6)
Avantageusement, l’étape 503 peut être réitérée un nombre maximal de fois, par exemple un nombre maximal de fois inférieur ou égal à trois.
L’étape 504 peut être exécutée lorsque le nombre maximal de fois est atteint. A l’étape 504, la valeur de telle que soit minimale peut être retenue. Une telle valeur de peut correspondre au niveau de protection recherché.
Les figures 6 et 7 illustrent les performances du mode de réalisation décrit en relation avec la ( ) par rapport aux solutions de l’état de la technique ( ) telles que celle décrite dans [Blanch, et al., «Baseline advanced RAIM user algorithm and possible improvements », IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2015] qui utilise une résolution par dichotomie et nécessitant un nombre d’itérations supérieur à 6. La montre que la méthode de calcul des niveaux de protection selon l’invention converge après 3 itérations vers la valeur optimale.
Le mode de réalisation de la présente l’avantage de n’utiliser qu’un nombre réduit d’itérations pour la détermination de niveaux de protection, contrairement aux solutions de l’état de la technique où le nombre d’itération est généralement compris entre 6 et 10.
La représente l’architecture d’un équipement radioélectrique 20 à localiser selon un mode de réalisation de l’invention. Une telle architecture peut comprendre :
- une unité de réception de signaux 21 apte à recevoir des signaux de navigation à partir de plusieurs satellites visibles appartenant à au moins deux constellations satellitaires 100, 200 ;
- une unité de sélection de modes de pannes 22 apte à sélectionner un ou plusieurs modes de pannes à surveiller ;
- une unité de localisation 23 apte à déterminer, à partir des signaux de navigation reçus et à partir des modes de pannes sélectionnées, une solution principale de navigation et une ou plusieurs sous-solutions de navigation ;
- une unité de détection 24 apte à déterminer si une condition de non détection de pannes est vérifiée à partir de la solution de navigation et des sous-solutions de navigation ;
- une unité de calcul 25 apte à calculer un ou plusieurs niveaux de protection pour la solution de navigation.
L’homme du métier comprendra que le procédé de localisation d’équipements radioélectriques 20 selon les modes de réalisation peut être mis en œuvre de diverses manières par matériel (« hardware »), logiciel, ou une combinaison de matériel et de logiciels, notamment sous la forme de code de programme pouvant être distribué sous la forme d'un produit de programme, sous diverses formes. En particulier, le code de programme peut être distribué à l'aide de supports lisibles par ordinateur, qui peuvent inclure des supports de stockage lisibles par ordinateur et des supports de communication. Les procédés décrits dans la présente description peuvent être notamment implémentés sous la forme d’instructions de programme d’ordinateur exécutables par un ou plusieurs processeurs dans un dispositif informatique d'ordinateur. Ces instructions de programme d’ordinateur peuvent également être stockées dans un support lisible par ordinateur.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-avant à titre d’exemple non limitatif. Elle englobe toutes les variantes de réalisation qui pourront être envisagées par l'homme du métier.
Claims (13)
- Procédé de localisation d’équipements radioélectriques (20), mis en œuvre dans un système satellitaire (10) comprenant une pluralité de constellations satellitaires (100, 200), chaque constellation satellitaire comprenant un ou plusieurs satellites défilants (101, 201), chaque constellation satellitaire (100, 200) étant associée à des probabilités d’occurrence de pannes comprenant une probabilité d’occurrence de pannes simples et une probabilité d’occurrence de pannes multiples, ledit système satellitaire (10) comprenant au moins une première constellation (100) associée à une probabilité d’occurrence de pannes multiples inférieure à un risque d’intégrité donné, au moins une deuxième constellation (200) satellitaire, et au moins un équipement radioélectrique (20) à localiser recevant des signaux de navigation provenant d’une pluralité desdits satellites défilants (101, 201), caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes mises en œuvre par un équipement radioélectrique (20) et consistant à :
- recevoir (401) une pluralité de signaux de navigation en provenance d’une pluralité de satellites défilants (101, 201) visibles appartenant au moins auxdites première (100) et deuxième (200) constellation satellitaire ;
- sélectionner (402) des modes de pannes à surveiller correspondant à des pannes des constellations satellitaires (100, 200) autres que les pannes multiples de ladite première constellation (100) ;
- déterminer (403) une solution de navigation représentant une position de l’équipement radioélectrique (20) dans un repère donné, à partir de ladite pluralité de signaux de navigation reçus, et déterminer une pluralité de sous-solutions de navigation, chacune desdites sous-solutions de navigation correspondant à une position de l’équipement radioélectrique (20) dans ledit repère donné déterminée à partir des signaux de navigation reçus autres que les signaux de navigation provenant d’un ou de plusieurs satellites défilants (101, 201) visibles associés à un mode de pannes sélectionné ;
- calculer (404), pour chaque sous-solution de navigation, un ou plusieurs seuils de détection correspondants, une condition de non détection de panne étant satisfaite si les écarts entre ladite solution de navigation et la sous-solution de navigation sont inférieurs audits un ou plusieurs seuils de détection correspondants ;
- calculer (405) un ou plusieurs niveaux de protection associés à ladite solution principale de navigation, si la condition de non détection de panne est satisfaite pour toutes les sous-solutions de navigation.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la probabilité d’occurrence d’une combinaison de pannes simples dans ladite première constellation (100) est inférieure audit risque d’intégrité donné.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits modes de pannes à surveiller comprennent :
- un premier mode de pannes correspondant à l’ensemble des pannes simples de ladite première (100) et de ladite deuxième constellation (200) ;
- un deuxième mode de pannes correspondant à l’occurrence d’une panne multiple ou la combinaison de plusieurs pannes simples dans ladite deuxième constellation (200) ;
- un troisième mode de pannes correspondant à une pluralité de combinaisons d’une panne simple de ladite première constellation (100) et d’une panne, simple ou multiple, de ladite deuxième constellation (200), les autres combinaisons d’une panne simple de ladite première constellation (100) et d’une panne, simple ou multiple, de ladite deuxième constellation n’étant pas surveillées.
- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu’il comprend la détermination de ladite pluralité de combinaisons associée audit troisième mode de pannes en fonction d’un seuil donné de sélection, la détermination de ladite pluralité de combinaisons associée audit troisième mode de pannes comprenant les étapes consistant à :
- sélectionner (301) l’ensemble des pannes appartenant au premier mode de pannes et au deuxième mode de pannes, ce qui fournit un ensemble des pannes surveillées ;
- calculer (302) une probabilité d’occurrence de pannes non surveillées en fonction dudit ensemble des pannes surveillées ;
- comparer (303) ladite probabilité d’occurrence de pannes non surveillées audit seuil donné de sélection ;
- si ladite probabilité d’occurrence de pannes non surveillées est inférieure audit seuil donné de sélection, ajouter (304) une combinaison non surveillée d’une panne simple de ladite première constellation (100) et d’une panne, simple ou multiple, de ladite deuxième constellation (200) audit ensemble des pannes surveillées, ladite combinaison ajoutée étant en outre ajoutée audit troisième mode de pannes ;
- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites combinaisons non surveillées d’une panne simple de ladite première constellation (100) et d’une panne, simple ou multiple, de ladite deuxième constellation (200) sont ajoutées audit ensemble des pannes surveillées selon un ordre croissant ou décroissant d’une métrique de sélection, la métrique de sélection étant une métrique choisie parmi :
- une métrique d’incertitude associée aux signaux de navigation fournis par ladite première constellation (100) ;
- une métrique de minimisation associée à une matrice de covariance de l’erreur de positionnement des sous-solutions relatives audit troisième mode de pannes ;
- une métrique associée à l’impact sur la complexité de calcul desdits niveaux de protection.
- Procédé selon l’une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le nombre de combinaisons non surveillées d’une panne simple de ladite première constellation (100) et d’une panne, simple ou multiple, de ladite deuxième constellation (200) est prédéfini et est choisi supérieur ou égal à deux.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits un ou plusieurs niveaux de protection sont calculés de manière itérative en minimisant une fonction de coût prédéfinie, ladite fonction de coût prédéfinie correspondant à la différence entre un risque de dépassement du niveau de protection par l’erreur de positionnement et une allocution d’intégrité ajustée.
- Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le nombre d’itérations est inférieur ou égal à trois.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits un ou plusieurs niveaux de protection comprenant un niveau de protection horizontal.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit au moins un équipement radioélectrique (20) est aéroporté au moyen d’aéronef, lesdits un ou plusieurs niveaux de protection comprenant un niveau de protection horizontal et un niveau de protection vertical.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite probabilité d’occurrence de pannes simples et ladite probabilité d’occurrence de pannes multiples associées à la première constellation (100) sont respectivement inférieures à 2x10-5et à 10-7.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite probabilité d’occurrence de pannes simples et ladite probabilité d’occurrence de pannes multiples associées la deuxième constellation (200) sont inférieures à 10-3.
- Equipement radioélectrique mis en œuvre dans un système satellitaire (10) comprenant une pluralité de constellations satellitaires (100, 200), chaque constellation satellitaire comprenant un ou plusieurs satellites défilants (101, 201), chaque constellation satellitaire (100, 200) étant associée à des probabilités d’occurrence de pannes comprenant une probabilité d’occurrence de pannes simples et une probabilité d’occurrence de pannes multiples, ledit système satellitaire (10) comprenant au moins une première constellation (100) associée à une probabilité d’occurrence de pannes multiples inférieure à un risque d’intégrité donné, au moins une deuxième constellation (200) satellitaire, et au moins un équipement radioélectrique (20) à localiser recevant des signaux de navigation provenant d’une pluralité desdits satellites défilants (101, 201), ledit équipement radioélectrique (20) comprenant :
- une unité de réception de signaux (21) apte à recevoir une pluralité de signaux de navigation en provenance d’une pluralité des satellites défilants (101, 201) visibles appartenant au moins auxdites première (100) et deuxième constellation (200) satellitaire;
- une unité de sélection de modes de pannes (22) apte à sélectionner des modes de pannes à surveiller correspondant à des pannes des constellations satellitaires (100, 200) autres que les pannes multiples de ladite première constellation (100);
- une unité de localisation (23) apte à déterminer une solution de navigation représentant une position de l’équipement radioélectrique (20) dans un repère donné, à partir de ladite pluralité de signaux de navigation reçus, et à déterminer une pluralité de sous-solutions de navigation, chacune desdites sous-solutions de navigation correspondant à une position de l’équipement radioélectrique (20) dans ledit repère donné déterminée à partir des signaux de navigation reçus autres que les signaux de navigation provenant d’un ou de plusieurs satellites défilants (101, 201) visibles associés à un mode de pannes sélectionné ;
- une unité de détection de pannes (24) apte à calculer, pour chaque sous-solution de navigation, un ou plusieurs seuils de détection correspondants, une condition de non détection de panne étant satisfaite si les écarts entre ladite solution de navigation et la sous-solution de navigation sont inférieurs audits un ou plusieurs seuils de détection correspondants ;
- une unité de calcul (25) apte à calculer un ou plusieurs niveaux de protection associés à ladite solution principale de navigation, si la condition de non détection de panne est satisfaite pour toutes les sous-solutions de navigation.
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Patent Citations (1)
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| BLANCH ET AL.: "Baseline advanced RAIM user algorithm and possible improvements", IEEE TRANSACTIONS ON AEROSPACE AND ELECTRONIC SYSTEMS, 2015 |
| BLANCH ET AL.: "Baseline advanced RAIM user algorithm and possible improvements", IEEE TRANSACTIONS ON AEROSPACE AND ELECTRONIC SYSTEMS, 2015, XP002804067 * |
| RIPPL ET AL: "Real Time Advanced Receiver Autonomous Integrity Monitoring in DLR's Multi-Antenna GNSS Receiver", NAVIGATION: JOURNAL OF THE INSTITUTE OF NAVIGATION, 31 January 2012 (2012-01-31), pages 1767 - 1776, XP056003414, ISSN: 0028-1522 * |
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