PT2296128E - Serviços de difusão e de monitorização ads-b para gestão de tráfego aéreo global através do uso de satélites - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "SERVIÇOS DE DIFUSÃO E DE MONITORIZAÇÃO ADS-B PARA GESTÃO DE TRÁFEGO AÉREO GLOBAL ATRAVÉS DO USO DE SATÉLITES" A presente invenção refere-se a uma disposição para vigilância de aeronave que usa monitorização, ADS-B, Vigilância Dependente Automática-Difusão. A disposição compreende uma pluralidade de estações de recepção cada uma adaptada para receber um sinal de difusão ADS-B emitido por uma aeronave, o sinal de difusão que compreende informação quanto à aeronave que emite o sinal de difusão, e meios com base em terra adaptados para processar os sinais de difusão recebidos.

Aliás, a invenção refere-se a um método para vigilância de aeronave que usa monitorização, ADS-B, Vigilância Dependente Automática-Difusão. 0 método compreende as etapas de receber por pelo menos uma estação de uma pluralidade de estações de recepção um sinal de difusão ADS-B emitido por uma aeronave, o sinal de difusão que compreende informação quanto à aeronave que emite o sinal de difusão, e que processa os sinais de difusão recebidos por meios de processamento com base em terra.

Uma disposição e um método para monitorização ADS-B de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1 a 16 é revelado em documento EP 2 056 272 A2 como também em documento WO 2009/112 112 Al, o último que forma tecnologia anterior nos termos de Art.54 (3) EPC.

Hoje a Gestão de Tráfego Aéreo usa várias tecnologias de Comunicação, Navegação e Vigilância (CNS) por forma a controlar seguramente aeronaves de Porta-a-Porta ao longo das suas diferentes fases de vôo, desde a descolagem, em rumo, até à aproximação e aterragem. Hoje, as aeronaves são seguidas com radares de superfície secundários (SSR) e 2 primários (PSR). Em áreas sem cobertura de radar os pilotos têm que voar de acordo com regras de vôo procedimentais. Recentemente, com Vigilância Dependente Automática-Difusão (ADS-B) tem sido possivel seguir aeronave de transporte aéreo também com estações terrestre ADS-B complementares a radares. Similar a difusão de televisão e rádio sinais de acordo com a presente invenção não são dirigidas a um receptor especifico mas antes podem ser recebidos por qualquer receptor dentro de alcance do transmissor de difusão e tecnicamente capaz de receber os sinais de difusão. 0 principio de ADS-B é a difusão automática, periódica e sem direcção de dados a bordo existentes por cada aeronave equipada com transmissores apropriados. Dados a serem difundidos podem ser, por exemplo, posição, altitude, vector de velocidade, intenção, e/ou sinal de chamada da aeronave, ou a classe de aeronave, etc. A difusão de dados é principalmente desempenhada na frequência de aviação de 1090 MHz. Os dados de difusão podem ser recebidos em estações terrestre ADS-B que monitorizam esta frequência e extraem os Squitters Ampliados de Modo-S de 1090 MHz. A informação extraída é então convertida num protocolo de norma de Controlo de Tráfego Aéreo (ATC) e reenviada para ATC ou outros utilizadores.

Olhando para o fluxo de tráfego aéreo mundial pode identificar-se três principais áreas de fluxo de tráfego aéreo (chamados espaços aéreos de alta densidade: EU Continental (CONUS), Espaço Aéreo De Controlo de Tráfego Aéreo de Comunidade Europeia (ECAC) e sobre Ásia. Cobertura de radar total é apenas disponível dentro desses espaços aéreos de alta densidade. A tecnologia de vigilância ADS-B tem começado a usar estações de recepção ADS-B com base em terra para monitorizar os Squitters Ampliados de Modo-S de 1090 MHz que são continuamente difundidos por cada Aeronave de 3

Transporte Aéreo. Actualmente, há várias redes de Estação terrestre ADS-B instaladas em Austrália e nos EUA. Monitorização ADS-B é um conceito de sistema passivo, que significa que as estações terrestres apenas recebem os sinais de difusão emitidos pela aeronave e não transmitem ou difundem sinais eles próprios.

Os sinais de Modo-S de 1090 MHz emitidos pela aeronave são sinais de difusão isto é nenhuma ligação de comunicação é estabelecida entre aeronave e estação terrestre ADS-B pois ADS-B é uma transmissão sem direcção de dados a bordo existentes por cada aeronave.

Em áreas sem vigilância de estação terrestre ADS-B e/ou radar regras de Gestão de Tráfego Aéreo (ATM) procedimentais têm que ser aplicadas. Isto é tipico para regiões oceânicas e regiões continentais com infraestrutura ATM fraca. Muitas Regiões de Informação de Vôo (FIRs) oceânicas nem sequer são contactáveis por sistemas terrestres. Olhando para a cobertura VHF mundial que é usada para Comunicação de Voz entre aeronave e ATC, pode ver-se que uma cobertura VHF completa está presente apenas em EUA continental, ao longo da costa leste de América de Sul, Europa, índia, Japão, Indonésia, Austrália e Nova Zelândia. Todas outras áreas, por exemplo sobre os oceanos, Alasca, grandes partes de África, e grandes partes de Ásia não têm cobertura VHF de todo.

Aliás, no inicio dos anos 90 o conceito de Sistema de Navegação Aérea Futuro (FANS-l/A) foi introduzido. Inclui o Sistema de Reporte e Comunicação de Aeronave (ACARS). Normalmente as mensagens ACARS são transmitidas em VHF. Mas se a aeronave está fora de cobertura VHF então uma ligação SATCOM é estabelecida para comunicar as mensagens ACARS. Para estabelecer tais ligações SATCOM a aeronave tem que ter o equipamento apropriado que consiste em antenas e rádio de Comunicação de Satélite dedicados. Este equipamento não é obrigatório em aeronaves. Como o SATCOM 4 requer esforço de instalação extra e o serviço é dispendioso, neste momento apenas cerca de 35% de todas as aeronaves de transporte aéreo são equipadas com equipamento SATCOM. A aeronave comunica estas mensagens cada 15 min apenas, devido ao antes altos custos para o serviço SATCOM. A reportagem do conteúdo de mensagem ADS-B via uma ligação SATCOM é também conhecida como ADS-C (C=Contrato). ADS-C é principalmente usado em espaço aéreo oceânico e estabelece uma ligação de comunicação ponto a ponto entre a aeronave e as estações de recepção.

Hoje em dia as aplicações ADS-B básicas são Aplicações de Vigilância Ar-Ar (ASA) e Aplicações de Vigilância Ar-Terra (GSA). ADS-B out: ADS-B envolve transmissão não solicitada, regular de dados, disponíveis a bordo cada aeronave, por cada aeronave (assim é um serviço automático que entrega dados dependentes). • Esta informação inclui dados de vigilância por exemplo posição, altitude, vector de velocidade, intenção, sinal de chamada, classe de aeronave, etc. • Mensagens ADS-B são difundidas espontaneamente, regularmente e sem um destinatário específico. ASA que usa ADS-B in: • A aviónica recebe mensagem ADS-B OUT de outra aeronave.

Isto é requerido para aplicações ar-ar, por exemplo, percepção de situação melhorada, segurança de separação aerotransportada, etc. GSA:

Vigilância ATC em área de não radar: • ADS-B fornece vigilância ATC em áreas de não radar (procedimental), onde instalação de radar não é justificada ou não possível. 5 É um objectivo da presente invenção superar as desvantagens supramencionadas, em particular para oferecer melhores possibilidades de cobertura de aeronave que cobrem uma ampla área, em custos reduzidos para os utilizadores (por exemplo outra aeronave, ATC, linha aérea etc.).

Para resolver este objectivo, a presente invenção fornece uma disposição e um método para vigilância de aeronave que usa monitorização, ADS-B, Vigilância Dependente Automática-Difusão, de acordo com as reivindicações 1 a 16. Formas de realização vantajosas adicionais surgem das subreivindicações. Assim, a recepção dos sinais de difusão é realizada via satélites. Para este fim uma antena, por exemplo do tipo Banda L, e um transmissor-receptor transparente, por exemplo do tipo de banda L de 1090 MHz, é instalado nos satélites. Os satélites recebem os sinais de difusão, por exemplo os sinais ES de Modo-S de 1090 MHz, transformam-nos para a sua própria frequência de ligação descendente e ligam descendente os sinais para estações terrestres terrestre de satélite. A invenção fornece uma disposição para vigilância de aeronaves através da utilização de Monitorização de Vigilância Dependente Automática-Difusão (ADS-B) com base em espaço em satélites que têm estações de recepção em forma de transmissores-receptores transparentes a bordo os satélites para receber os sinais de difusão. Os sinais de difusão poderiam ser, por exemplo, a banda de frequência 1090 MHz com o seu Squitter Ampliado de Modo S (1090 ES). O transmissor-receptor (não Squitter Ampliado) de Modo-S de 10 90 MHz pertence ao equipamento de aeronave a bordo obrigatório e a banda 1090 MHz é uma frequência de aviação de banda restrita para uso de aviação apenas. O Squitter Ampliado de Modo-S de 1090 MHz vai quase tornar-se também obrigatório. Os seus sinais são já usados por sistemas de estação terrestre ADS-B terrestre para fornecer percepção 6 situacional de aeronave ao Controlo de Tráfego Aéreo (ATC). Adicionalmente a ou em vez de receber os sinais de difusão por estações de recepção com base em terra, de acordo com a presente invenção, os sinais são recebidos em satélites e reenviados para estações terrestres terrestres de satélite que usam transmissor-receptor transparente. 0 sistema de satélite poderia compreender satélites de órbita Geostacionários (GEO) ou Órbita Terrestre Média (MEO) ou Órbita Terrestre Baixa (LEO) ou qualquer combinação de satélites LEO/MEO/GEO.

Quando usar satélites GEO, a ideia básica é reflectir os sinais de difusão emitidos pela aeronave para baixo para terra usando por exemplo uma carga útil de transmissor-receptor transparente nos satélites GEO que recebem a banda 1090 MHz (frequência central 1090 MHz +/-3 MHz). Simplesmente reflectindo os sinais de difusão para a terra por transmissores-receptores transparentes nos satélites têm a vantagem que apenas muito pouco equipamento de Espaço Qualificado é necessário nos satélites. O actual processamento dos sinais de difusão é efectuado em terra por estações de recepção ADS-B apropriadas, que recebem o sinal de difusão reflectido pelo equipamento de reflexão fornecido nos satélites. Isto tem a vantagem que as estações de recepção ADS-B não têm que ter espaço qualificado e que devido ao peso reduzido do equipamento de reflexão comparado com as estações de recepção ADSB os custos para lançar os satélites são reduzidos. O transmissor-receptortransparente poderia transformar o sinal 1090 MHz para a banda de ligação descendente GEO (por exemplo 4 ou 12 GHz) e ligar descendente o sinal para a estação terrestre GEO. Tipicamente uma "zona de feixe" GEO é segmentada em várias centenas de células. Para cada célula na zona de feixe GEO um receptor terrestre ADS-B dedicado é previsto. Em ou respectivamente ligado ao Centro de Controlo Terrestre GEO um Centro de Processamento ADS-B deve ser estabelecido que inclui uma série de receptores de estação terrestre ADS-B e um servidor de disseminação de dados ADS-B. Os receptores ADSB extraem os squitters ampliados de Modo-S de 1090 Mhz em terra para algumas ou todas as células dentro da toda zona de feixe GEO. Por exemplo, satélites GEO são operados por Inmarsat, Eutelsat e outros.

Perto dos receptores de Estação Terrestre ADS-B um 7 servidor ADS-B é localizado. 0 servidor ADS-B está também encarregue da disseminação de dados aos vários Fornecedores de Serviço de Navegação Aérea (ANSPs) e Linhas aéreas. Separa as mensagens por utilizador (ANSP, Linha aérea, etc.), transforma as mensagens num formato padrão ATC e reenvia os dados aos utilizadores.

Numa arquitectura alternativa, satélites LEO poderiam ser usados em vez de ou complementares aos satélites GEO. Por exemplo, satélites LEO são operados por Iridium, Globalstar, Thuraya, Orbcomm, e outros. Os satélites LEO têm que estar equipados com antenas, por exemplo antenas de banda L, transmissores-receptores transparentes receptores de Espaço Qualificado, por exemplo do tipo 1090 MHz, e dispositivos de armazenamento. Os satélites LEO armazenam os dados recebidos a bordo o satélite até estarem em alcance de uma estação de controlo terrestre-satélite para despejar os dados armazenados para a estação terrestre. Para a ligação descendente dos sinais de difusão recebidos frequências de ligação descendente de satélite convencionais podem ser usadas. A ligação descendente transmite os sinais de difusão a uma ou mais estações terrestres. Iridium é fornecido com ligações Inter-Satélites, que poderiam ser usadas para reenviar os sinais de difusão recebidos por um satélite a outros satélites de onde os sinais são transmitidos às estações terrestres. Isto poderia reduzir latências de processamento.

As Estações de Controlo Terrestre de satélite recebem o sinal de difusão, por exemplo o sinal 1090 MHz, fluxo e reenviam este fluxo convertido de volta para 1090MHz para um Centro de Processamento ADS-B. Inclui uma série de receptores de estação terrestre ADS-B e um servidor de disseminação de dados ADS-B. Os receptores de Estação Terrestre ADS-B processam os sinais, por exemplo os sinais de Modo-S de 1090 MHz, e extraem os Squitters Ampliados. O servidor de disseminação de dados ADS-B está encarregue de reenviar os dados aos vários Fornecedores de serviço de Navegação Aérea (ANSPs), Linhas aéreas e outros utilizadores. Separa as mensagens por utilizador (ANSP, Linha aérea, etc.), transforma as mensagens num formato de padrão ATC e reenvia os dados aos utilizadores. 0 sistema ATC com base em satélite ATC proposto permite a vigilância global da frota de aeronave de transporte aéreo mundial que monitoriza os sinais de transmissor-receptor de Modo-S de aeronave obrigatórios ou qualquer outro veiculo aéreo que difunde o sinal de Modo-S. A monitorização ADS-B com base em espaço pode quer aumentar (complementar) monitorização de Vigilância Dependente Automática-Difusão (ADS-B) com base em terra que usa satélites para Monitorização ADS-B ou realizar monitorização ADS-B (global) que usa satélites como uns meios independentes.

Além de tarefas de Controlo de Tráfego Aéreo (ATC), os dados ADS-B monitorizados podem ser fornecidos e usados por outras partes. Por exemplo, a informação ADS-B pode ser usada para reportar a posição de Aeronave à Linha Aérea proprietária. Isto pode ser útil em caso de atraso ou emergência. Os dados poderiam também ser usados por aeroportos para actualizações em tempo real dos seus planos de vôo de chegada/partida.

As principais vantagens deste conceito são que • nenhumas mudanças são necessárias à aeronave, pois o transmissor-receptor de Modo-S de 1090MHz já pertence ao equipamento obrigatório a bordo. Os Squitters Ampliados de Modo-S de 1090MHz podem ser observados que são esperados de se tornarem também obrigatórios cerca de 2015 em Europa resp. 2020 nos EU. • Nenhuma antena e receptor SATCOM adicional é preciso a bordo a aeronave. • Não precisa de actividades de recertificação de aeronave, como poderia ser o caso se equipamento adicional tivesse 9 que ser instalado. • Mensagens ACARS (Sistema de Reportagem e Comunicação de Aeronave) com base em SATCOM são transmitidas cada 15 min apenas. A taxa de actualização esperada do presente conceito vai estar no intervalo de alguns segundos em latências baixas.

Aliás, a disposição de acordo com a presente invenção poderia também fornecer Redifusão ADS-B (ADSR), Difusão de Serviço de Informação de Tráfego (TIS-B) e Difusão de informação de Vôo (FIS-B) usando o 1090 ES sobre Satélites. ADS-R é a redifusão sobre uma primeiro sistema ADS-B de informação de vigilância recebida um segundo sistema ADS-B. ADS-R fornece interoperabilidade em espaço aéreo onde múltiplos diferentes sistemas ADS-B estão a operar. O uso de principio de TIS-B é complementar a operação de ADS-B fornecendo difusão de dados de vigilância em aeronave que não estão equipadas para 1090 MHz ADS-B OUT como uma ajuda para transição para um ambiente ADS-B total. A base para estes dados de vigilância podem ser um radar de Modo S de controlo de tráfego aéreo (ATC) , um sistema de multi-lateração de abordagem ou de superfície ou um sistema de processamento de dados multi-sensor. As transmissões TIS-B usam o mesmo formato de sinal como ADS-B de 1 090 MHz e podem portanto ser aceites por um receptor ADS-B de 1 090 MHz. Claro, serviços ADS-R, TIS-B e FIS-B via SATCOM sobre frequências AMSS (Serviços de Satélite Móvel Aeronáutico) são conhecidos. Contudo, de acordo com a presente invenção estes serviços são fornecidos nas frequências de aviação (por exemplo 1090 MHz, 978 MHz) . Isto permite o uso de hardware mais pequeno, mais leve, e mais barato na aeronave e nos satélites do que o actual hardware utilizado pelo método SATCOM.

Ainda, a disposição de acordo com a invenção poderia também fornecer Redifusão ADS-B (ADSR), Difusão de Serviço de Informação de Tráfego (TIS-B) e Difusão de Serviço de 10

Informação de Vôo (FIS-B) em outro de que a frequência monitorizada ADS-B. Por exemplo, se monitorização ADS-B via satélite é realizada com base em Squitter Ampliado de Modo--S de 1090 MHz, então ADS-R, TIS-B e FIS-B poderiam ser realizadas sobre 978 MHz UAT.

Além de Squitter Ampliado de Modo S de 1090 MHz (1090 ES) os sinais de difusão poderiam também compreender sinais de Transceptor de Acesso Universal (UAT) em 978 MHz ou sinais de Modo 4 de Ligação de Dados de VHF (VDL Modo 4) . Claro, também seria possível que os sinais de difusão são sinais de difusão em outras bandas de frequência e/ou com outros protocolos de que esses explicitamente supramencionados.

Na disposição de acordo com a invenção pode haver alguma redundância de dados pois squitters de Modo-S de uma aeronave vão ser possivelmente recebidos por vários satélites. Esta redundância de dados pode ser usada para verificação de integridade nos servidores ADS-B em terra. Se a redundância de recepção e geometria de satélite para multiplicar satélites está suficientemente disponível, então multi-lateração é também possível e tecnologias de multi-lateração poderiam ser aplicadas para monitorização de integridade que usa um mínimo de dois sinais redundantes recebidos por dois ou mais diferentes satélites que recebem o mesmo sinal de difusão. Com um mínimo de quatro sinais redundantes/ satélites de contribuição, multi-lateração poderia ser usada para detectar aeronave que difunde sinais de transmissor-receptor de Modo-S de 1090 MHz, não limitada a mas não a squitters ampliados que são usados por ADS-B e também incluindo assim aeronave no processo de vigilância que não estão equipadas com ADS-B. A invenção presente permite monitorizar o tráfego aéreo mundial que observa o Squitter Ampliado de Modo S de 1090 MHz ou qualquer outro sinal de difusão apropriado que usa satélites. O Squitter Ampliado de Modo s de 1090 MHz é 11 um equipamento de aeronave existente obrigatório. Permite monitorizar toda aeronave cooperativa equipada com 1090 ES e outros veículos aeronáuticos. Aliás, UAT e/ou VDL Modo-4 e/ou qualquer outro sinal, que é também difundidos de um veículo aéreo, poderiam ser monitorizados.

Um importante aspecto da presente invenção é utilizar os satélites para obter uma cobertura tão abrangente quanto possível, e também para efectuar o máximo possível do processamento necessário em terra, simplificando assim o equipamento de satélite a bordo e reduzindo os custos para realizar a presente invenção.

Doravante uma proposta é feita como como modular a frequência dos sinais de vigilância de tráfego aéreo eficientemente para melhorar capacidade de débito, em particular no espectro de radiofrequência no intervalo de 1087 a 1093 MHz. Para efectuar monitorização de tráfego aéreo por meio de sinais rádio emitidos e difundidos automaticamente por aeronave em vôo ou em terra, para o fim de vigilância de tráfego aéreo (Vigilância Dependente Automática-Difusão; ADS-B), um método de modulação pode ser empregue que é insensível a deficiências de propagação que impactam na frequência, na amplitude ou na fase de sinais rádio.

Em vez disso, a posição em tempo (numa janela de tempo) de um impulso de rádio modulado num portador de radiofrequência é representado, esta posição de impulso que carrega a informação, por exemplo, uma digital "0" para a posição "Cedo" na trama de tempo de referência, ou uma digital "1" para a posição "Tarde" na trama de tempo de referência, respectivamente.

Este método é conhecido como Modulação de Posição de Impulso (PPM). O método ADS-B existente emprega Modulação de Posição de Impulso (PPM) com dois (M=2) estados, as posições "Cedo" em relação ao centro de janela de trama de tempo de referência, e a posição "Tarde" em relação ao 12 centro de janela de trama de tempo de referência. 0 método faz uso do espectro de frequência de 1087 a 1093 MHz.

No método de acordo com a presente invenção é utilizada a janela temporal da posição de impulso (a janela de tempo) para acomodar mais do que duas, por exemplo quatro (M=4) posições de impulso para transportar a informação digital "00", "01", "11", e "10" em comunicações digitais para os estados de posição de impulso "Muito Cedo", "Cedo", "Tarde", e "Muito Tarde" em relação à trama de tempo de referência (a janela de tempo). O método proposto faz uso de e partilha o espectro de frequência que varia de 1087 a 1093 MHz.

Assim, com o método proposto, o débito de canal de radiofrequência vai ser dobrado para dois (M=4) bits por posição de impulso em vez de um (M=2) bit por posição de impulso, transportado no mesmo espectro de radiofrequência.

No processo, este método não requer uma mudança para o equipamento de radiofrequência de aeronave de sistema ADS-B, e o método não requer uma mudança de alocação regulatória de radiofrequência, e assim não requer coordenação de espectro de frequência.

Ainda, a implementação de método não requer quaisquer mudanças ou modificações a equipamento de aeronave existente mas é compatível para frente e para trás. Aeronave presentemente equipada com sistemas de transmitir rádio ADS-B (M=2) são operáveis com estações de recepção equipadas com o método proposto ADS-B (M=4), e aeronave equipada com sistema de transmitir rádio ADS-B (M=4) são operáveis com estações de receber ADS-B (M=2) padrão.

Doravante, a presente invenção é explicada em pormenor com referência as figuras que acompanham. As figuras mostram: A Fig.l uma disposição para vigilância de aeronave de acordo com uma forma de realização da presente invenção; 13 A Fig.2 um exemplo para a cobertura mundial por um sistema de satélite LEO; A Fig.3 um exemplo para a cobertura mundial por um sistema de satélite GEO; e A Fig.4 uma conhecida disposição para vigilância de aeronave. A Fig. 4 mostra uma disposição conhecida para vigilância de aeronave. A disposição serve para a vigilância de aeronave 1, 2 e possivelmente de outros veículos aerotransportados, também. A aeronave 1, 2 são cada fornecida com estações de difusão 3, 4. As estações 3, 4 regularmente emitem sinais de difusão, por exemplo sinais de Sguitter ampliado de Modo S de 10 90 MHz (10 90 ES) , que podem ser recebidos por qualquer estação de recepção dentro do alcance do sinal. Para destacar as propriedades de difusão do sinal, círculos concêntricos são desenhados à volta das estações de difusão 3, 4 na Fig. 4. Estes círculos correspondem a um primeiro sinal de difusão 5 emitido por uma primeira estação de difusão 3 e a um segundo sinal de difusão 6 emitido por uma segunda estação de difusão 4. Uma tal disposição é conhecida na tecnologia anterior como Vigilância Dependente Automática-Difusão (ADS-B). A conhecida disposição ADS-B ainda compreende uma pluralidade de estações de recepção com base em terra, por exemplo as estações de recepção 7, 8 mostradas na Fig. 4.

As estações de recepção 7, 8 estão espaçadas à parte entre si. Estão ligadas a um centro de processamento ADS-B 11 via ligações de transmissão de dados 9, 10. As ligações de transmissão de dados 9, 10 podem ser realizadas como cabos, sem fios ou em qualquer outro modo. Centro 11 é frequentemente operado por uma autoridade de controlo de tráfego aéreo regional ou nacional, por exemplo o "Deutsche Flugsicherung (DFS)" ou o "Controlo de Área Superior de Maastricht (MUAC)". 14

Aeronave 1, 2 regularmente transmitem espontaneamente e sem um específico endereço de recepção sinais de difusão 5, 6. 0 sinal-1090-ES 5, 6 compreende informação quanto à aeronave 1, 2, que emite o sinal 5, 6. A informação pode compreender por exemplo a posição, a altitude, a velocidade, a direcção, a localização de partida, o destino, ou o sinal de chamada da aeronave, ou a classe de aeronave et cétera.

Na tecnologia anterior, os sinais de difusão 5, 6 emitidos pelas unidades de transmissão 3, 4 são recebidos por estações de recepção com base em terra 7, 8 (ver setas 5' e 6' ) . É enfatizado que as setas 5' e 6' apenas servem para fins de ilustração e não significam que uma ligação ponto a ponto é estabelecida entre as estações de transmissão 3, 4 e as estações de recepção 7, 8. Em contraste, os sinais de difusão 5, 6 são sinais que podem ser recebidos por qualquer estação de recepção dentro do alcance dos sinais. Pelo menos parte da informação quanto à aeronave 1, 2 contida nos sinais de difusão 5, 6 recebidos é transmitida via as ligações de dados 9, 10 ao centro de processamento ADS-B 11 ou outras organizações, onde estão disponíveis para processamento adicional. Por meio da informação disponível no centro 11 uma chamada aplicação de vigilância ar-terra (GSA) pode ser realizada com alta precisão.

Aliás, os sinais de difusão 5, 6 emitidos por uma da aeronave 1; 2 podem ser recebidos por outra aeronave dentro do alcance do sinal 5, 6. Na aeronave de recepção os sinais de difusão 5, 6 recebidos podem ser usados, por exemplo para realizar um Sistema Preventivo de Colisão de Tráfego (TCAS).

Contudo, é uma desvantagem da disposição conhecida que os sinais de difusão 5, 6 emitidos pela aeronave 1, 2 apenas podem ser recebidos nessas regiões equipadas com estações de recepção 7, 8 apropriadas. 15

Para ultrapassar esta desvantagem a presente invenção sugere que satélites sejam equipados com as estações de recepção na forma de transmissores-receptores transparentes para receber os sinais de difusão emitidos pela aeronave 1, 2. Uma vista esquemática de uma disposição para vigilância de aeronave que usa uma monitorização ADS-B de acordo com a presente invenção é mostrada na Fig. 1. Uma diferença principal para a conhecida disposição é o facto de pelo menos algumas das estações de recepção já não serem mais baseadas em terra mas antes espaçadas em órbita. A Fig. 1 mostra a titulo de exemplo duas estações de recepção com base em satélite 20, 26. As estações de recepção de satélite 20, 26 são fornecidas além das estações de recepção com base em terra 7, 22. Claro, seria possível fornecer uma disposição para vigilância de aeronave que usa uma monitorização ADS-B exclusivamente equipada com estações de recepção de satélite 20, 26.

As estações de recepção com base em satélite 20, 26 compreendem antenas de transmissão-recepção, como antenas 20' de satélite 20. Os transmissores-receptores transparentes transformam o sinal de difusão 5, 6 recebido numa frequência para transmiti-lo do satélite 20 para outros satélites 26 ou para ligá-lo descendente a estações de recepção de satélite com base em terra, como estação 22. Se o sinal de difusão 5, 6 recebido é ligado descendente para uma estação com base em terra os transmissores-receptores transformam o sinal de difusão 5, 6 recebido para uma frequência de ligação descendente, por exemplo cerca de 4 GHz (Banda C), cerca de 12 GHz (Banda Ku), cerca de 20 GHz (Banda Ka) ou qualquer outra frequência. Os sinais de difusão 5, 6 recebidos podem ser transmitidos directamente às estações terrestres 22, ou transmitidos às estações terrestres 22 por outros satélites, como satélite 26 transmite os sinais recebidos de satélite 20 que recebeu os sinais de difusão 5, 6. O actual processamento da 16 informação extraída, por exemplo para realizar GSA, é preferencialmente desempenhado na estação de processamento ADS-B com base em terra 11.

Recepção dos sinais de difusão 5, 6 emitidos pela estação de recepção de satélite 20 é mostrada na Fig. 1 simbolicamente por setas 5"', 6"'. Os sinais de difusão 5, 6 recebidos ou a informação ADS-B contida aí, respectivamente, são transmitidos via uma ligação ar-terra 27 para a estação de controlo com base em terra de satélite 22. Aqui, o sinal é ainda reenviado para o centro de processamento ADS-B 11 via a ligação de dados 23.

Estações com base em terra 7 e 22 diferem entre si pois a estação 7 é adaptada para receber sinais de difusão 5, 6 emitidos por aeronave 1, 2. Em contrate a isso, estação 22 é uma estação de controlo de satélite e não é capaz de receber os sinais de difusão 5, 6. Antes, os sinais de difusão são recebidos por estações de recepção com base em espaço 20, 26 (os transmissores-receptores transparentes) . Estação 22 é adaptada para receber os sinais de difusão 5,6 recebidos das estações de satélite de recepção 20 ou de satélites de transmissão 26. A presente invenção fornece uma disposição para monitorização ADS-B com base em espaço com o uso de estações de recepção de satélite 20, que recebem sinais 1090 ES 5, 6 emitidos por aeronave 1, 2, ou qualquer outra espécie de sinais de difusão adaptados emitidos pela aeronave 1, 2. Tais sinais de difusão poderiam, por exemplo, também compreender sinais de Transceptor de Acesso Universal (UAT) em sinais de Modo 4 de Ligação de Dados VHF (VDL Modo 4) ou 978 MHz ou sinais de difusão diferentes em formato e protocolo de 1090 ES, UAT e VDL Modo 4.

Ainda, a disposição de acordo com a presente invenção pode fornecer uma redifusão ADS-B (ADS-R) uma difusão de serviço de informação de tráfego (TIS-B) e difusão de informação de vôo (FIS) usando os sinais de difusão 5, 6 17 via estação de recepção de satélite 20. A Fig. 2 mostra a cobertura mundial de satélites de órbita terrestre baixa (LEO), que poderiam ser usados como estações de recepção de satélite 20, 26 de acordo com a presente invenção. A Fig. 2 mostra as áreas de Ásia 30, Austrália 31, dos EUA 32, América de Sul 33, Europa 34 e África 35. As áreas totais são quase completamente cobertas com círculos ou elipses, respectivamente. Cada circulo ou elipse que corresponde à cobertura por um único satélite LEO é chamado "zona de feixe". Claro, a cobertura mostrada na Fig. 2 é apenas exemplar e um instantâneo num certo ponto em tempo pois os satélites LEO movem em respeito à superfície de terra nas suas respectivas órbitas. A Fig. 3 mostra outro exemplo para a área de cobertura de satélites Geostacionários (GEO), que poderiam também ser usados como estações de recepção de satélite 20, 26 de acordo com a presente invenção. Os satélites GEO estão posicionados numa posição fixa em relação à superfície terrestre. Cada satélite GEO cobre uma área bastante mais ampla de que os satélites LEO. A área coberta por um único satélite GEO é chamada "zona de feixe". A Fig. 2 mostra duas zonas de feixe 40, 41. Cada zona de feixe 40, 41 compreende mais de várias centenas de células. Uma certa parte das antenas de recepção/transmissão do satélite GEO é alocada a uma certa célula do raio de acção 40, 41. 18

REFERÊNCIAS/BIBLIOGRAFIA CITADA NA DESCRIÇÃO A lista de referências citadas pelo candidato é por conveniência do leitor apenas. Não forma parte do documento Europeu da patente. Apesar de se ter tido muito cuidado na compilação das referências, a existência de erros ou omissões não pode ser excluida e a EPO nega qualquer responsabilidade por esse facto.

Documentos da patente citados na descrição • EP 2056272 A2 [0003] · WO 2009112112 AI [0003]

Claims (16)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Disposição para vigilância de aeronave de uma Monitorização, ADS-B, Vigilância Dependente Automática-Difusão, que compreende uma pluralidade de estações de recepção (20, 26, 7) cada uma adaptada para receber um sinal de difusão ADSB (5, 6) emitido por uma aeronave (1, 2), o sinal de difusão (5, 6) que compreende informação quanto à aeronave (1, 2) que emite o sinal de difusão (5, 6), e meios com base em terra (11) adaptados para processar os sinais de difusão (5, 6) recebidos, caracterizado por pelo menos algumas das estações de recepção (20, 26) e antenas (20') estarem localizadas em satélites, as estações de recepção (20, 26) localizadas nos satélites encontram-se sob a forma de: transmissores-receptores transparentes, em que os transmissores-receptores transparentes são adaptados para reflectir o sinal de difusão ADS-B (5, 6) recebido, a meios de processamento com base em terra (11) recebendo o sinal de difusão (5, 6) , transformando-o para uma frequência de emissão dos satélites e descarregando o sinal de difusão (5, 6) para os meios de processamento com base em terra (11).

2. Disposição de acordo com a reivindicação 1, em que as estações de recepção (20, 26) são adaptadas para receber um dos Squitter Ampliado de Modo S de 1090 MHz, 1090 MS ES, o Transceptor de Acesso Universal, UAT, em 978 MHz, e o Modo 4 de Ligação de Dados VHF, VDL Modo 4 como o sinal de difusão.

3. Disposição de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que pelo menos alguns dos satélites (20, 26) são satélites de órbita, LEO, Órbita Terrestre Baixa.

4. Disposição de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, 2 em que pelo menos alguns dos satélites (20, 26) são satélites de órbita, MEO, Órbita Terrestre Média.

5. Disposição de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, em que pelo menos alguns dos satélites (20, 26) são satélites de órbita, GEO, Geostacionários.

6. Disposição de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que os meios de processamento com base em terra (11) são adaptados para usar redundância de dados de um sinal de difusão (5; 6) recebido por mais de que uma estação de recepção (20, 26) para verificar integridade.

7. Disposição de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que os meios de processamento com base em terra (11) são adaptados para usar técnicas de multi-lateração para detectar aeronave (1, 2) que emitem apenas o sinal de difusão 1090 MS (5, 6) mas não o Squitter Ampliado de 1090 MS.

8. Disposição de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que os meios de processamento com base em terra (11) compreendem um único ou múltiplos receptores ADS-B.

9. Disposição de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que os meios de processamento com base em terra são adaptados para (11) extrair mensagens dos sinais de difusão (5, 6), as mensagens que contêm dados a bordo quanto à aeronave (1, 2) e aos seus parâmetros de vôo.

10. Disposição de acordo com a reivindicação 9, em que nos meios de processamento com base em terra (11) são adaptados para disseminar os dados extraídos pelos utilizadores. 3

11. Disposição de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que os satélites (20, 26) compreendem meios adaptados para retransmitir os sinais de difusão (5, 6) recebidos para outros satélites ou aeronaves como Vigilância Dependente Automática-Redifusão, ADS-R.

12. Disposição de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que os satélites (20, 26) compreendem meios adaptados para transmitir sob o modo de Difusão de Serviço de Informação de Tráfego, TIS-B.

13. Disposição de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que os satélites (20, 26) compreendem meios adaptados para transmitir sob o modo de Difusão de Serviço de Informação de Vôo, FIS-B.

14. Disposição de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13, em que os meios para redifundir os sinais ADS-R e/ou os meios para difundir sinais FIS-B e/ou TIS-B são adaptados para transmitir os sinais FIS-B e/ou ADS-R, TIS-B numa frequência diferente da frequência em que as estações de recepção (20, 26) recebem os sinais de difusão.

15. Disposição de acordo com a reivindicação 14, em que as estações de recepção (20, 26) são adaptadas para receber os sinais de difusão em 1090 MHz ES e que os meios para retransmitir os sinais ADS-R e/ou os meios para difundir sinais TIS-B e/ou FIS-B são adaptados transmitem os sinais FIS-B e/ou ADS-R, TIS-B em 978 MHz UAT.

16. Método para vigilância de aeronave que usa uma Monitorização, ADS-B, Vigilância Dependente Automática-Difusão, que compreende recepção por pelo menos uma estação de uma pluralidade de estações de recepção (20, 26, 7) um 4 sinal de difusão ADS-B (5, 6) emitido por uma aeronave (1, 2), o sinal de difusão (5, 6) que compreende informação quanto à aeronave (1, 2) que emite o sinal de difusão (5, 6) , e que processa os sinais de difusão (5, 6) recebidos por meios de processamento com base em terra (11), caracterizado por o sinal de difusão ADS-B (5, 6) ser recebido e reflectido aos meios de processamento com base em terra (11) por um transmissor-receptor transparente num satélite (20, 26), dito transmissor-receptor transparente que recebe o sinal de difusão (5, 6), transformando-o para a frequência de ligação descendente de satélite e ligando descendente o sinal de difusão (5, 6) aos meios de processamento com base em terra (11).