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EP-4595037-B1 - METHOD FOR ASSISTING IN THE LANDING OF AN AIRCRAFT

EP4595037B1EP 4595037 B1EP4595037 B1EP 4595037B1EP-4595037-B1

Inventors

  • CHIODINI, ALAIN
  • TODESCHINI, Eric

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20230905

Claims (19)

  1. A method for assisting in the landing of an aircraft that includes an on-board system (3), on a landing zone (4) associated with a ground system (2), said ground system comprising several communication sub-modules (25) each comprising an antenna, the on-board system and the ground system being able to communicate together, the method comprising the steps of - during a first landing phase, synchronising (602) the on-board system and the ground system by exchanging at least one item of timestamp information between the ground system and the on-board system, - during a second landing phase, after the first landing phase: • first point: estimating (303) for each sub-module at least one item of information characteristic of the distance separating the aircraft from the relevant sub-module, and combining (305) the information in order to infer therefrom at least one item of information characteristic of the raw general direction of arrival of the aircraft relative to a given point of the landing zone, the method being characterized in that it comprises the steps of : • second point: estimating at least one item of information characteristic of the direction of a signal transmitted by the aircraft with respect to the ground system, • third point: comparing (307) the item of information characteristic of the raw general direction of arrival of the aircraft established at the first point with at least the item of information characteristic of the direction of the second point, and determining at least one item of information characteristic of the refined general direction of arrival of the aircraft with respect to the given point in the landing zone, • fourth point: guiding the aircraft on the basis of said item of information characteristic of the refined general direction of arrival of the aircraft with respect to the given point of the landing zone.
  2. The method according to claim 1, wherein the timestamp item of information is that of a reference clock.
  3. The method according to claim 2, wherein the reference clock is an atomic clock.
  4. The method according to claim 3, wherein the atomic clock is coupled to at least one receiver of a satellite positioning system.
  5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the synchronising step is implemented by means of a "Precision Time Protocol".
  6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the on-board system (3) and the ground system (2) are configured to exchange data via a radio link that is compatible with an internet protocol.
  7. The method according to claim 6, wherein the internet protocol is a "user datagram protocol".
  8. The method according to claim 6 or claim 7, wherein the link is a control and command link.
  9. The method according to any one of the preceding claims, wherein the given point in the landing zone (4) is the centre of the landing zone.
  10. The method according to any one of the preceding claims, wherein the item of information characteristic of the distance separating the aircraft from each of the sub-modules is a pseudo-distance.
  11. The method according to claim 10, wherein the pseudo-distance is determined by a "time difference of arrival" process.
  12. The method according to any one of claims 1 to 11, wherein at the first point, the item of information is combined by multilateration.
  13. The method according to any one of the preceding claims, wherein, at the second point, the item of information characteristic of the direction of a signal transmitted by the aircraft is a "direction of arrival".
  14. The method according to any one of the preceding claims, wherein at the third point, the raw general direction of arrival of the aircraft is relied on to differentiate the direction of a signal transmitted by the aircraft from directions of signals transmitted by or from jammers.
  15. The method according to claim 14, wherein the jammers are rejected by an anti-jamming system.
  16. The method according to claim 15, wherein the anti-jamming system is an anti-jamming system with a controlled radiation datagram antenna.
  17. The method according to any one of the preceding claims, including at least a step consisting in filtering the item of information characteristic of the direction of a signal transmitted by the aircraft with respect to the ground system (2) and/or a step consisting in filtering the refined general direction of arrival of the aircraft relative to the given point in the landing zone (4).
  18. The method according to any one of the preceding claims, wherein the ground system comprises four antennas.
  19. The method according to the preceding claim, wherein the distance separating two antennas of the ground system is greater than half the radiation wavelength of one of said two antennas.

Description

La présente invention concerne le domaine de l'assistance à l'atterrissage d'un aéronef. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Pour assister des aéronefs à atterrir sur une zone précise, en particulier les aéronefs à décollage et atterrissage vertical, il est usuellement connu d'avoir recours à un système de GPS différentiel. Un tel système comporte un réseau de satellites ainsi qu'un réseau de stations fixes de référence, le système transmettant à son récepteur principal l'écart entre des positions supposées des stations fixes indiquées par les satellites et les positions réelles connues de ces mêmes stations. A cet effet il est connu de se baser sur des mesures « heure d'arrivée » (plus connu sous l'acronyme anglais « Time Of Arrival » ou TOA) de signaux échangés au sein du système, directement liés à la distance entre les différents éléments du système, et de comparer ces signaux via des processus dits « processus différence d'heure d'arrivée » (pour processus « Time Difference Of Arrival » ou processus TDOA). Une autre alternative est de se baser sur des mesures « direction d'arrivée » des signaux échangés au sein du système (plus connu sous l'acronyme anglais « Direction of Arrival » ou DOA), directement liées à l'angularisation entre les différents éléments du système, via des processus dits « processus DOA ». Dans tous les cas, les estimations basées sur des processus TDOA ou des processus DOA présentent des biais qui peuvent devenir importants en cas de brouillage des signaux échangés, brouillages accidentels ou intentionnels, ce qui nuit à la qualité de l'assistance à l'atterrissage de l'aéronef. Les documents pertinents de l'état de la technique sont fournis par US 2022/198947 A1 qui décrit un hélicoptère sans pilote pouvant atterrir automatiquement sur une piste d'atterrissage et de décollage à l'aide de dispositifs de positionnement local. US 2013/002473 A1 décrit une assistance au pilote pour guider un hélicoptère vers un atterrissage sûr en utilisant un réseau phasé interne et un retard d'arrivée. US 2022/015102 A1 décrit une station aéronef dans un système LDACS réalisant un pseudo-mesurage de distance à l'aide d'une différence de temps d'arrivée et d'un angle d'arrivée. US 2012/032854 A1 décrit un réseau de capteurs à large zone utilisant la direction d'arrivée, la différence de temps d'arrivée et la géolocalisation hybride pour la géolocalisation d'une source radiofréquence. OBJET DE L'INVENTION L'invention a notamment pour but de proposer un procédé d'assistance à l'atterrissage d'un aéronef qui soit plus performant que les procédés existants. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, on prévoit, selon l'invention un procédé d'assistance à l'atterrissage d'un aéronef comportant un système bord, sur une zone d'atterrissage associée à un système sol, le système sol comprenant plusieurs sous-modules de communication comprenant chacun une antenne, le système bord et le système sol étant aptes à communiquer ensemble. Selon l'invention le procédé comporte les étapes de : Lors d'une première phase d'atterrissage, synchroniser le système bord et le système sol en échangeant au moins une information d'horodatage entre le système sol et le système bord,Lors d'une deuxième phase d'atterrissage, postérieure à la première phase d'atterrissage : premier point : Estimer au niveau de chaque sous-module au moins une information caractéristique de la distance séparant l'aéronef du sous-module concerné, et combiner lesdites informations pour en déduire au moins une information caractéristique de la direction générale brute d'arrivée de l'aéronef vis-à-vis d'un point donné de la zone d'atterrissage,deuxième point : Estimer au moins une information caractéristique de la direction d'un signal émis par l'aéronef vis-à-vis du système sol,troisième point : Comparer l'information caractéristique de la direction générale brute d'arrivée de l'aéronef établie au premier point avec au moins l'information caractéristique de la direction du deuxième point, et déterminer au moins une information caractéristique de la direction générale affinée d'arrivée de l'aéronef vis-à-vis du point donné de la zone d'atterrissage, quatrième point : Guider l'aéronef à partir de ladite information caractéristique de la direction générale affinée d'arrivée de l'aéronef vis-à-vis du point donné de la zone d'atterrissage. Ainsi, la localisation de l'aéronef est fondée sur l'utilisation conjointe de la détection d'au moins une distance et d'au moins un angle d'arrivée de l'aéronef vis-à-vis du point donné de la zone d'atterrissage, avec une synchronisation temporelle système bord/ système sol. Les inventeurs ont pu constater que cela permettait d'obtenir une très bonne localisation de l'aéronef. L'assistance à l'atterrissage de l'aéronef s'en trouve simplifiée. L'invention permet en effet une très bonne localisation de l'aéronef vis-à-vis de la zone d'atterrissage dans le temps et dans l'espace (en trois dimensions). Les inventeurs ont ainsi pu constater qu'