FR3036497A1

FR3036497A1 - Procede et systeme de gestion de donnees d'un radioaltimetre d'aeronef.

Info

Publication number: FR3036497A1
Application number: FR1554480A
Authority: FR
Inventors: Nicolas Marconnet
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 2015-05-19
Filing date: 2015-05-19
Publication date: 2016-11-25
Anticipated expiration: 2035-05-19
Also published as: US10234551B2; US20160341824A1; FR3036497B1

Abstract

- Le système (1) de gestion de données comporte une unité de surveillance (11) pour vérifier automatiquement et de façon répétitive, lorsque le radioaltimètre (2) est hors de son domaine opérationnel, à partir de données générées par le radioaltimètre (2) pendant une durée prédéterminée, si l'évolution desdites données correspond à un aéronef se rapprochant du sol, et une unité de transmission de données (13) configurée pour transmettre automatiquement les données générées par le radioaltimètre (2) à un système utilisateur (9), uniquement si l'unité de surveillance (11) considère que l'évolution desdites données correspond à un aéronef se rapprochant du sol.

Description

1 DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un procédé et un système de gestion de données d'un radioaltimètre d'un aéronef, en particulier d'un avion de transport. ÉTAT DE LA TECHNIQUE Un radioaltimètre est un système avionique qui a pour fonction de déterminer la hauteur (dite « hauteur radio-altimétrique ») de l'aéronef au- dessus du sol, c'est-à-dire la distance verticale entre le sol survolé et l'aéronef. Ce système est basé sur la mesure du temps s'écoulant entre l'émission d'une porteuse modulée en fréquence et la réception de cette porteuse après réflexion par le sol. Le radioaltimètre est utilisé, notamment, pour les approches de précision sur un avion de transport. Pour satisfaire les besoins des systèmes embarqués qui utilisent les données radio-altimétriques (à savoir les « hauteurs radio-altimétriques ») déterminées par le radioaltimètre, et notamment ceux d'un système de pilotage automatique, le radioaltimètre doit fournir une information de hauteur de 0 pied à environ 5000 pieds correspondant à son domaine opérationnel. Au-delà de cette hauteur, le radioaltimètre ne reçoit plus de signal réfléchi par le sol et donc transmet une valeur figée à ces systèmes utilisateurs, accompagnée d'une information indiquant que la donnée radio-altimétrique ne peut plus être déterminée.

Lors des phases de vol qui sont situées au-delà de ce domaine opérationnel (c'est-à-dire au-dessus de 5000 pieds), le radioaltimètre peut fournir une valeur qui correspond à tout objet qui se trouverait dans le diagramme de rayonnement de ses antennes, comme par exemple lors d'un survol d'un autre aéronef en croisière où l'espacement entre les aéronefs est généralement autour de 1000 pieds. La possibilité de détection d'un objet survolé par le radioaltimètre à tout moment en dehors de son domaine opérationnel impose que les 3036497 2 systèmes utilisateurs implémentent des logiques de cohérence pour éviter un comportement inapproprié. Ces logiques tendent à complexifier la mise en oeuvre de ces systèmes utilisateurs.

5 EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient. Elle concerne un procédé de gestion de données d'un radioaltimètre d'aéronef, ledit radioaltimètre présentant un domaine opérationnel et étant 10 apte à générer des données correspondant à des hauteurs radio-altimétriques et à déterminer s'il est dans son domaine opérationnel ou non. Selon l'invention, ledit procédé comporte : - une étape de surveillance consistant à vérifier, de façon automatique et répétitive, lorsque le radioaltimètre est hors de son domaine opérationnel, à 15 partir de données générées par le radioaltimètre pendant une durée prédéterminée, si l'évolution desdites données correspond à un aéronef se rapprochant du sol ; et - une étape de transmission de données consistant à transmettre, de façon automatique, les données générées par le radioaltimètre, uniquement si 20 l'étape de surveillance considère que l'évolution desdites données correspond à un aéronef se rapprochant du sol. Afin de ne pas rapporter la distance à un objet (aéronef) survolé lorsque le radioaltimètre est en dehors de son domaine opérationnel, le procédé de l'invention consiste à surveiller l'évolution de la hauteur radio- 25 altimétrique générée sur une période de temps (ou durée) donnée, afin de déterminer si cette évolution correspond à un aéronef qui se rapproche d'un terrain (ou sol) ou non. On communique alors uniquement les hauteurs radioaltimétriques lorsque l'aéronef se rapproche du sol. Ainsi, grâce à l'invention, on ignore les objets qui pourraient être 30 survolés et détectés par le radioaltimètre lorsque le radioaltimètre se trouve en-dehors de son domaine opérationnel, en tenant compte de l'évolution de la hauteur radio-altimétrique.

3036497 3 Dans un mode de réalisation préféré, l'étape de surveillance consiste : - à partir des données générées par le radioaltimètre, à déterminer une vitesse verticale ; et - à considérer que l'aéronef se rapproche du sol, uniquement si la vitesse 5 verticale ainsi déterminée est négative pendant la durée prédéterminée. En outre, dans un autre mode de réalisation, l'étape de surveillance consiste : - à déterminer l'évolution verticale de valeurs d'une donnée auxiliaire ; - à comparer cette évolution verticale à l'évolution des données générées par 10 le radioaltimètre pendant la même durée ; et - à considérer que l'évolution desdites données correspond à un aéronef se rapprochant du sol, uniquement si ces deux évolutions sont similaires. Dans ce cas, de préférence, la donnée auxiliaire est l'une des données suivantes : 15 - une donnée inertielle ; - une donnée d'altitude barométrique ; - une donnée d'altitude issue d'un système de positionnement par satellites. Par ailleurs, avantageusement : - lorsque le radioaltimètre est hors de son domaine opérationnel, l'étape de 20 surveillance est répétée jusqu'à ce que l'évolution des données corresponde à un aéronef se rapprochant du sol ; et - lorsque l'étape de surveillance considère que l'évolution des données correspond à un aéronef se rapprochant du sol, la mise en oeuvre de l'étape de surveillance est arrêtée, et ceci jusqu'à ce que le radioaltimètre soit de 25 nouveau hors de son domaine opérationnel. La présente invention concerne également un système de gestion de données d'un radioaltimètre d'aéronef, tel que précité. Selon l'invention, ledit système de gestion comporte : - une unité de surveillance configurée pour vérifier automatiquement, lorsque 30 le radioaltimètre est hors de son domaine opérationnel, à partir de données générées par le radioaltimètre pendant une durée prédéterminée, si l'évolution desdites données correspond à un aéronef se rapprochant du sol ; et 3036497 4 - une unité de transmission de données configurée pour transmettre automatiquement les données générées par le radioaltimètre, uniquement si l'unité de surveillance considère que l'évolution desdites données correspond à un aéronef se rapprochant du sol.

5 Dans un mode de réalisation préféré, l'unité de surveillance comporte : - un élément de traitement de données configuré pour déterminer automatiquement, à partir des données générées par le radioaltimètre, une vitesse verticale ; et 10 - un élément de calcul configuré pour déduire automatiquement que l'aéronef se rapproche du sol, uniquement si la vitesse verticale est négative pendant la durée prédéterminée. Dans un autre mode de réalisation, l'unité de surveillance comporte : - un élément de traitement de données configuré pour déterminer 15 automatiquement l'évolution verticale des valeurs d'une donnée auxiliaire ; et - un élément de comparaison configuré pour comparer automatiquement cette évolution verticale à l'évolution des données générées par le radioaltimètre et pour considérer que l'évolution desdites données correspond à un aéronef se rapprochant du sol, uniquement si ces deux évolutions sont similaires.

20 La présente invention concerne en outre un ensemble de génération de données radio-altimétriques, comportant un radioaltimètre, ainsi qu'un système de gestion de données, tel que décrit ci-dessus. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES 25 Les figures annexées feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est le schéma synoptique d'un mode de réalisation préféré 30 d'un système de gestion de données d'un radioaltimètre. La figure 2 illustre schématiquement un radioaltimètre, permettant d'expliquer son fonctionnement.

3036497 5 La figure 3 est une représentation schématique illustrant le survol par un aéronef équipé d'un système selon l'invention d'un autre aéronef. La figure 4 est le schéma synoptique d'un mode de réalisation particulier d'un système de gestion de données d'un radioaltimètre.

5 DESCRIPTION DÉTAILLÉE Le système 1 représenté schématiquement sur la figure 1 et permettant d'illustrer l'invention, est un système de gestion de données d'un 10 radioaltimètre 2 embarqué sur un aéronef AC (figure 3). Généralement, un aéronef tel qu'un avion de transport comporte deux ou trois radioaltimètres 2 autonomes. Le radioaltimètre 2 est utilisé notamment pour les approches de précision sur un avion de transport. De façon usuelle, le radioaltimètre 2 comporte, comme représenté sur 15 la figure 2 : - une unité 3 de traitement comprenant un émetteur/récepteur 4 ; - une antenne émission 5 ; et - une antenne réception 6. Des câbles coaxiaux 7 et 8 relient l'émetteur/récepteur 4 à chacune 20 de ces antennes 5 et 6. Le radioaltimètre 2 présente un domaine opérationnel de 0 pied à environ 5000 pieds, pour lequel il fournit des données radio-altimétriques, à savoir la hauteur HA (dite « hauteur radio-altimétrique ») de l'aéronef (sur lequel il est embarqué) au-dessus du sol S, c'est-à-dire la distance verticale 25 entre le sol S survolé et l'aéronef. Le fonctionnement du radioaltimètre 2 est basé sur la mesure du temps s'écoulant entre l'émission via l'antenne d'émission 5 d'une porteuse FA modulée en fréquence et la réception via l'antenne de réception 6 de cette porteuse FB après réflexion par le sol S, comme illustré sur la figure 2.

30 Lorsque l'aéronef vole au-delà de la hauteur précitée (de l'ordre de 5000 pieds), le radioaltimètre 2 ne reçoit plus de signal réfléchi par le sol S et transmet une valeur figée aux systèmes utilisateurs, accompagnée d'une 3036497 6 information indiquant que la donnée radio-altimétrique ne peut plus être déterminée et qu'il se trouve donc hors de son domaine opérationnel. Le radioaltimètre 1 comporte un élément 10 qui est, par exemple, intégré dans l'unité 3 et qui est configuré pour déterminer si le radioaltimètre 2 5 se trouve dans son domaine opérationnel, c'est-à-dire si le sol S se trouve à portée du signal généré par ce dernier. Toutefois, au-delà de ce domaine opérationnel (c'est-à-dire à une hauteur H du sol supérieure à 5000 pieds), le radioaltimètre pourrait fournir une valeur h correspondant à la distance par rapport à tout objet qui se 10 trouverait dans le diagramme de rayonnement R de ses antennes, notamment lors d'un survol d'un autre aéronef 30 en croisière où l'espacement entre les aéronefs est généralement autour de 1000 pieds, comme représenté à titre d'illustration sur la figure 3. Le système 1 de gestion de données a, notamment, pour objet de 15 détecter si une donnée fournie par le radioaltimètre 2 correspond à la hauteur H par rapport au sol S survolé ou à la hauteur h par rapport à un objet volant (aéronef 30) survolé. Pour ce faire, le système 1 de gestion de données comporte, selon l'invention, comme représenté sur la figure 1 : 20 - une unité de surveillance 11 (automatique) configurée pour réaliser une vérification lorsque le radioaltimètre 2 informe qu'il est hors de son domaine opérationnel (information fournie par l'élément 10), c'est-à-dire au-dessus de 5000 pieds par rapport au sol. L'unité de surveillance 11 est configurée pour vérifier, de façon automatique et répétitive, à partir des hauteurs radio- 25 altimétriques générées par le radioaltimètre 2 et reçues via une liaison 12 pendant une durée prédéterminée, si l'évolution desdites données (hauteurs radio-altimétriques) reçues correspond à un aéronef se rapprochant du sol ; et - une unité de transmission de données 13 (automatique) qui est reliée à l'unité de surveillance 11 via une liaison 14 et qui est configurée pour 30 transmettre à un système utilisateur 9 via une liaison 15 les données générées par radioaltimètre 2, et ceci uniquement si l'unité de surveillance 11 conclut que l'évolution des données reçues correspond à un aéronef se 3036497 7 rapprochant du sol (et ainsi non pas à la détection d'un autre objet volant (ou aéronef) survolé). Ainsi : - lorsque le radioaltimètre 2 est hors de son domaine opérationnel, l'étape de 5 surveillance mise en oeuvre par l'unité de surveillance 11 est répétée jusqu'à ce que l'évolution des données corresponde à un aéronef AC se rapprochant du sol S; et - lorsque l'unité de surveillance 11 considère que l'évolution des données correspond à un aéronef AC se rapprochant du sol S, la mise en oeuvre de 10 l'étape de surveillance est arrêtée, et ceci jusqu'à ce que le radioaltimètre 2 soit de nouveau hors de son domaine opérationnel (vérification faite par l'élément 10). Par conséquent, le système 1 de gestion de données est configuré pour ignorer le signal réfléchi d'un aéronef survolé lors d'une phase de vol où 15 le radioaltimètre ne se situe pas dans son domaine opérationnel. Le radioaltimètre 2 et le système 1 de gestion de données (ci-après « système 1 ») font partie d'un ensemble 16 de génération de données radioaltimétriques. En outre, le système utilisateur 9 peut correspondre à tout système 20 embarqué sur l'aéronef qui utilise une hauteur radio-altimétrique, et en particulier à un système de pilotage automatique. Dans un mode de réalisation préféré représenté sur la figure 1, l'unité de surveillance 11 du système 1 comporte : - un élément 17 de traitement de données configuré pour déterminer 25 automatiquement, à partir des données générées par le radioaltimètre 2 et reçues via la liaison 12, une vitesse verticale ; et - un élément de calcul 18 relié par l'intermédiaire d'une liaison 19 à l'élément 17 et configuré pour déduire automatiquement que l'aéronef se rapproche du sol, uniquement si la vitesse verticale est négative pendant la durée 30 prédéterminée. Dans ce mode de réalisation préféré : 3036497 8 - on réalise une surveillance de l'évolution de la hauteur radio-altimétrique lorsque le radioaltimètre est en dehors de son domaine opérationnel ; - si la hauteur radio-altimétrique décroît continuellement et atteint la valeur d'un compteur correspondant à une durée, alors l'objet survolé correspond à 5 un terrain (sol) ; sinon l'objet survolé ne correspond pas à un terrain et représente un aéronef survolé, comme illustré sur la figure 3 ; - si le système 1 détermine que la hauteur radio-altimétrique est relative à un terrain, cette hauteur radio-altimétrique est rapportée ; sinon la hauteur radioaltimétrique est ignorée par l'ensemble 16.

10 Dans un autre mode de réalisation représenté sur la figure 4, l'unité de surveillance 11 comporte : - un élément 20 de réception de valeurs d'une donnée auxiliaire précisée ci-après ; - un élément 21 de traitement de données qui est relié par l'intermédiaire 15 d'une liaison 22 à l'élément 20 et qui est configuré pour déterminer automatiquement l'évolution verticale des valeurs reçues de cette donnée auxiliaire ; et - un élément de comparaison 23 qui est relié par l'intermédiaire d'une liaison 24 à l'élément 21 et qui est configuré pour comparer automatiquement cette 20 évolution verticale à l'évolution (verticale) des données générées par le radioaltimètre et pour considérer que l'évolution desdites données correspond à un aéronef se rapprochant du sol, uniquement si ces deux évolutions sont similaires, c'est-à-dire si elles varient dans le même sens. La donnée auxiliaire considérée peut être l'une des données 25 suivantes : - une donnée inertielle ; - une donnée d'altitude barométrique ; et - une donnée d'altitude issue d'un système de positionnement par satellites, en particulier de type GPS ou autre.

30 Pour ce faire, l'ensemble 16 peut comporter un ensemble 25 comprenant au moins un moyen pour déterminer les valeurs de la donnée auxiliaire et les transmettre via une liaison 26 à l'élément 20.

3036497 9 Dans une première variante du mode de réalisation de la figure 4, l'ensemble 25 comprend une centrale inertielle 27 ou tout autre système embarqué permettant de déterminer des données inertielles de l'aéronef. Dans cette variante, l'unité de comparaison 23 détermine si l'aéronef se 5 rapproche d'un terrain ou survole un aéronef, en comparant l'évolution de la hauteur radio-altimétrique reçue du radioaltimètre à l'évolution de la donnée inertielle, en vertical. Si la donnée verticale inertielle évolue de façon concurrente (similaire) de la donnée radio-altimétrique et que les vitesses verticales sont négatives, alors l'aéronef se rapproche d'un terrain, sinon il 10 survole un aéronef. En outre, dans une deuxième variante de ce mode de réalisation, l'ensemble 25 comprend une unité 28 usuelle apte à déterminer l'altitude barométrique de l'aéronef. Dans cette variante, l'unité de comparaison 23 compare l'évolution de la hauteur radio-altimétrique reçue du radioaltimètre à 15 l'évolution de l'altitude barométrique déterminée par l'unité 28. Par ailleurs, dans une troisième variante de ce mode de réalisation, l'ensemble 25 comprend une unité 29 faisant partie d'un système de positionnement par satellites, tel que le système GPS (« Global Positioning System », en anglais) par exemple, et apte à générer une altitude. Dans cette 20 variante, l'unité de comparaison 23 compare l'évolution de la hauteur radio- altimétrique reçue du radioaltimètre à l'évolution de l'altitude générée par l'unité 29. Le fonctionnement du système 1, tel que décrit ci-dessus, est le suivant. Lorsque le radioaltimètre 2 est hors de son domaine opérationnel : 25 - le système 1 vérifie, via l'unité de surveillance 11, de façon automatique et répétitive, à partir des données générées par le radioaltimètre 2 pendant une durée prédéterminée, si l'évolution de ces données correspond à un aéronef AC se rapprochant du sol S ; et - le système 1 transmet, via l'unité de transmission de données 13, de façon 30 automatique, les données générées par le radioaltimètre 2, uniquement si l'unité de surveillance 11 considère que l'évolution desdites données 3036497 10 correspond à un aéronef se rapprochant du sol, sinon les données ne sont pas transmises. Ainsi, afin de ne pas rapporter la distance à un objet (aéronef) survolé lorsque le radioaltimètre est en dehors de son domaine opérationnel, le 5 système 1 surveille l'évolution de la hauteur radio-altimétrique générée sur une période de temps (ou durée) donnée, afin de déterminer si cette évolution correspond à un aéronef qui se rapproche d'un terrain (ou sol) ou non. Il communique uniquement les hauteurs radio-altimétriques lorsque l'aéronef se rapproche du sol.

10 Par conséquent, le système 1 ignore les objets qui pourraient être survolés et détectés par le radioaltimètre lorsque le radioaltimètre se trouve en-dehors de son domaine opérationnel, en tenant compte de l'évolution de la hauteur radio-altimétrique. Ledit système 1, tel que décrit ci-dessus, permettant au radioaltimètre 15 2 d'ignorer les objets lors d'un vol en dehors de son domaine opérationnel, présente ainsi, notamment, les avantages suivants : - une simplification des algorithmes du radioaltimètre 2 (comme la comparaison entre des chaînes primaire et secondaire) ; - une simplification de la logique du ou des systèmes utilisateurs 9 ; 20 - une absence d'impact de réflexions parasites sur des éléments ou parties de l'aéronef ; - une suppression d'alarmes potentielles qui pourraient être générées dans le poste de pilotage ; et - une amélioration de la disponibilité et de l'intégrité de l'information (ou 25 donnée) de hauteur (hauteur radio-altimétrique).

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de gestion de données d'un radioaltimètre d'aéronef, ledit radioaltimètre (2) présentant un domaine opérationnel et étant apte à générer des données correspondant à des hauteurs radio-altimétriques et à déterminer s'il est dans son domaine opérationnel ou non, caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape de surveillance consistant à vérifier, de façon automatique et répétitive, lorsque le radioaltimètre (2) est hors de son domaine opérationnel, à partir de données générées par le radioaltimètre (2) pendant une durée prédéterminée, si l'évolution desdites données correspond à un aéronef (AC) se rapprochant du sol (S) ; et - une étape de transmission de données consistant à transmettre, de façon automatique, les données générées par le radioaltimètre (2), uniquement si l'étape de surveillance considère que l'évolution desdites données correspond à un aéronef (AC) se rapprochant du sol (S).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de surveillance consiste : - à partir des données générées par le radioaltimètre (2), à déterminer une vitesse verticale ; et - à considérer que l'aéronef (AC) se rapproche du sol (S), uniquement si la vitesse verticale ainsi déterminée est négative pendant la durée prédéterminée.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de surveillance consiste : - à déterminer l'évolution verticale de valeurs d'une donnée auxiliaire ; - à comparer cette évolution verticale à l'évolution des données générées par le radioaltimètre (2) pendant la même durée ; et - à considérer que l'évolution desdites données correspond à un aéronef (AC) se rapprochant du sol (S), uniquement si ces deux évolutions sont similaires.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la donnée auxiliaire est l'une des données suivantes : 3036497 12 - une donnée inertielle ; - une donnée d'altitude barométrique ; et - une donnée d'altitude issue d'un système de positionnement par satellites.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 5 caractérisé en ce que : - lorsque le radioaltimètre (2) est hors de son domaine opérationnel, l'étape de surveillance est répétée jusqu'à ce que l'évolution des données corresponde à un aéronef (AC) se rapprochant du sol (S) ; et - lorsque l'étape de surveillance considère que l'évolution des données 10 correspond à un aéronef (AC) se rapprochant du sol (S), la mise en oeuvre de l'étape de surveillance est arrêtée, jusqu'à ce que le radioaltimètre (2) soit de nouveau hors de son domaine opérationnel.
6. Système de gestion de données d'un radioaltimètre d'aéronef, ledit radioaltimètre (2) présentant un domaine opérationnel et étant apte à générer 15 des données correspondant à des hauteurs radio-altimétriques et à déterminer s'il est dans son domaine opérationnel ou non, caractérisé en ce qu'il comporte : - une unité de surveillance (11) configurée pour vérifier automatiquement, lorsque le radioaltimètre (2) est hors de son domaine opérationnel, à partir de 20 données générées par le radioaltimètre (2) pendant une durée prédéterminée, si l'évolution desdites données correspond à un aéronef (AC) se rapprochant du sol (S) ; et - une unité de transmission de données (13) configurée pour transmettre automatiquement les données générées par le radioaltimètre (2), uniquement 25 si l'unité de surveillance (11) considère que l'évolution desdites données correspond à un aéronef (AC) se rapprochant du sol (S).
7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'unité de surveillance (11) comporte : - un élément de traitement de données (17) configuré pour déterminer 30 automatiquement, à partir des données générées par le radioaltimètre (2), une vitesse verticale ; et 3036497 13 - un élément de calcul (18) configuré pour déduire automatiquement que l'aéronef (AC) se rapproche du sol (S), uniquement si la vitesse verticale est négative pendant la durée prédéterminée.
8. Système selon la revendication 6, 5 caractérisé en ce que l'unité de surveillance (11) comporte : - un élément de traitement de données (21) configuré pour déterminer automatiquement l'évolution verticale des valeurs d'une donnée auxiliaire ; et - un élément de comparaison (23) configuré pour comparer automatiquement cette évolution verticale à l'évolution des données générées par le 10 radioaltimètre (2) et pour considérer que l'évolution desdites données correspond à un aéronef (AC) se rapprochant du sol (S), uniquement si ces deux évolutions sont similaires.
9. Ensemble de génération de données radio-altimétriques, caractérisé en ce qu'il comporte un radioaltimètre (2), ainsi qu'un système de 15 gestion de données (1) selon l'une quelconque des revendications 6 à 8.