EP3378051A1 - Station de réception de signaux pour un système de surveillance ads-b - Google Patents

Station de réception de signaux pour un système de surveillance ads-b

Info

Publication number
EP3378051A1
EP3378051A1 EP16809508.1A EP16809508A EP3378051A1 EP 3378051 A1 EP3378051 A1 EP 3378051A1 EP 16809508 A EP16809508 A EP 16809508A EP 3378051 A1 EP3378051 A1 EP 3378051A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal receiving
ads
housing
case
signals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16809508.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Eric BOURGEAT
Julien DUCROUX
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Direction Des Services de la Navigation Aerienne
Original Assignee
Direction Des Services de la Navigation Aerienne
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Direction Des Services de la Navigation Aerienne filed Critical Direction Des Services de la Navigation Aerienne
Publication of EP3378051A1 publication Critical patent/EP3378051A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/35—Constructional details or hardware or software details of the signal processing chain
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/35—Constructional details or hardware or software details of the signal processing chain
    • G01S19/37—Hardware or software details of the signal processing chain
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0004—Transmission of traffic-related information to or from an aircraft
    • G08G5/0013—Transmission of traffic-related information to or from an aircraft with a ground station
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0017—Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information
    • G08G5/0026—Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information located on the ground
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0073—Surveillance aids
    • G08G5/0082—Surveillance aids for monitoring traffic from a ground station
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/1207—Supports; Mounting means for fastening a rigid aerial element
    • H01Q1/1228—Supports; Mounting means for fastening a rigid aerial element on a boom
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises

Definitions

  • the present invention relates to a signal receiving station for an ADS-B surveillance system.
  • the present invention relates to air traffic control implementing a cooperative surveillance system, ADS-B automatic dependent surveillance broadcast (acronym for the term "Automatic Dependent Surveillance-Broadcasf").
  • ADS-B surveillance system for air traffic control is intended to develop, particularly in regions of the world that are not equipped with radar.
  • the surveillance ADS-B makes it possible to know the position of the aircraft thanks to means of calculation equipping each aircraft.
  • Each aircraft determines its position by means of the existing satellite positioning system of the GPS type or by an inertial unit, and then regularly sends over a radio link the position thus determined as well as other elements of information useful in the control of air traffic such as information of altitude, speed, path.
  • a ground station in English "ground station” is adapted to receive and process the ADS-B signals and broadcast by each aircraft.
  • EP 2 296 128 discloses an air traffic control system implementing an ADS-B surveillance system.
  • ground stations are provided, preferably remote from each other.
  • the ADS-B signals are received by an antenna.
  • the ADS-B signal receiving antenna is omnidirectional and placed at the top of a mast (or pylon).
  • the masts of the receiving stations are generally of great height, of the order of 20 to 30 m, and require to connect the antenna by a coaxial cable to the ground station located at the base of the mast.
  • the attenuation of the signals transmitted by the coaxial cable is important. It can correspond to a signal-to-noise ratio of 3 dB and is harmful to the good reception of the ADS-B signals and thus to the effective range of the antenna.
  • the present invention aims to improve a signal receiving station for an ADS-B surveillance system.
  • the present invention relates to a signal receiving station for an ADS-B monitoring system implemented in an air traffic control.
  • the receiving station comprises a housing intended to be fixed to a mast, the housing comprising an ADS-B signal receiving antenna, a GPS signal receiving antenna and an electronic reception and processing module.
  • ADS-B signals and GPS signals, ADS-B signal receiving antennas and GPS signals being connected to said electronic receiving and processing module inside the housing.
  • the ADS-B signal receiving antenna and the GPS signal receiving antenna are co-implanted with the ADS-B signal receiving and processing electronic module and GPS signals inside the housing for to be placed at the top of a mast.
  • the receiving station thus eliminates coaxial transmission cables between each antenna and a signal receiving device placed at the base of the mast.
  • each antenna to the electronic module for receiving and processing signals inside a housing avoids tedious system settings to take account of both lengths of coaxial cables and the distance separating them.
  • GPS signal receiving antenna and the ADS-B signal receiving antenna avoids tedious system settings to take account of both lengths of coaxial cables and the distance separating them.
  • GPS signal receiving antenna and the ADS-B signal receiving antenna avoids tedious system settings to take account of both lengths of coaxial cables and the distance separating them.
  • GPS signal receiving antenna and the ADS-B signal receiving antenna The co-location of the GPS signal receiving antenna with the ADS-B signal receiving antenna in the same housing makes it possible to date each reception event of an ADS-B signal to the exact location of its reception.
  • the co-location of GPS signal receiving antennas and ADS-B signals is thus particularly advantageous for the implementation of the positioning calculations of an aircraft by multilateration.
  • the co-location of the antennas for receiving GPS signals and ADS-B signals and the removal of coaxial transmission cables between each antenna and the electronic reception and processing module eliminate the risk of error when setting up performing multilayer calculations from multiple signal receiving stations to determine the position of an aircraft by multilateration.
  • the electronic reception and processing module comprises means of generating messages according to the ASTERIX exchange standard. 21.
  • the electronic reception and processing module is incorporated in a case detachably fixed inside the housing.
  • the electronic module for receiving and processing can be removed in case of failure or desired change of the electronic module.
  • the case comprises two connection jacks respectively adapted to be connected to a coaxial output of the ADS-B signal receiving antenna and to a coaxial output of the GPS signal receiving antenna.
  • the case preferably comprises a connector of a network cable adapted to connect the electronic reception and processing module to a remote signal processing station.
  • the processing of the ADS-B signals received can be partly achieved by the electronic reception and processing module integrated in the housing with the ADS-B signal receiving antenna, and partly realized by a processing station. remote signals for their operation in the ADS-B surveillance system.
  • the housing comprises two parts, a first part being intended to be fixed to a mast and a second part being removably attached to the first part, the case being accessible in the housing when this second housing part is dismounted from the first housing part.
  • the first part of the housing comprises a thread adapted to cooperate with a thread mounted free to rotate on the case and fixedly mounted in translation in a longitudinal direction of the case and the first housing part.
  • connection inside the casing of the case to the ADS-B signal receiving antennas and receiving GPS signals can thus be achieved by plugging the coaxial outputs of the antennas into the connection jacks of the case.
  • ADS-B is mounted in the center of a ground plane embedded in the case.
  • ground plane advantageously makes it possible to improve the operation and reception of the ADS-B signals by the antenna, and thus the effective range of the ADS-B signal receiving antenna.
  • the GPS signal receiving antenna is fixed on the ground plane. This arrangement makes it possible to ensure reliable positioning of the antenna for receiving GPS signals relative to the ADS-B signal receiving antenna.
  • the GPS signal receiving antenna is mounted at the periphery of the ground plane so as not to interfere with the homogeneity of the ground plane and disturb the reception of the ADS-B signals.
  • FIG. 1 is a perspective view of a mast equipped with two signal receiving stations according to one embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a partial perspective view of a mast equipped with a signal receiving station according to one embodiment of the invention
  • FIG. 3 is a partial perspective view of the signal receiving station of FIG. 2;
  • FIG. 4 is a truncated perspective view of the mast equipped with a signal receiving station of FIG. 2;
  • FIG. 5 is a perspective view of the enlarged detail A of FIG. 4.
  • FIG. 6 is a truncated perspective view of the mast equipped with a signal receiving station of Figure 2, illustrating the change and / or the mounting of an electronic module for receiving and processing signals.
  • Such a signal receiving station is to receive ADS-B signals from one or more aircraft.
  • the aircraft positioning information is generated directly at the level of each aircraft, equipped with a satellite positioning system (or inertial unit).
  • the aircraft calculates its own position and sends it regularly by radio.
  • the signal receiving station is a passive station adapted to continuously receive the signals broadcast by the aircraft, without requiring the establishment of a dedicated connection between each aircraft and the receiving station. of signals.
  • ADS-B signals are signals with a frequency of 1090 MHz, which can be transmitted by Mode S radar transponders, which are usually fitted to commercial aircraft.
  • a signal receiving station mainly comprises an ADS-B signal receiving antenna intended to be positioned in height.
  • the signal receiving station 10 is adapted to be fixed to the end of a mast January 1.
  • the mast 1 1 can reach a height of 20 to 30 m.
  • the mast 1 1 has two arms 1 1 a, 1 1 b at its upper end, respectively for mounting two identical signal receiving stations 10.
  • the mounting of two signal receiving stations 10 allows operational redundancy by providing an emergency receiving station in the event of a malfunction, thus making it possible to postpone the maintenance operation on the defective signal receiving station 10.
  • a signal receiving station 10 intended to be fixed at the end of a mast 11 will be described below.
  • the signal receiving station 10 comprises a housing 20 intended to be fixed to the mast 11.
  • the housing 20 is held by a clamping collar 12 at one end of an arm 11a, 11b of the mast 11.
  • Any type of reliable and removable attachment may be suitable for mounting a housing 20 on the end of a mast January 1.
  • the housing 20 comprises an ADS-B 30 signal receiving antenna.
  • the ADS-B signal receiving antenna is an omnidirectional antenna, for example in the form of a metal rod of sufficient length to receive the ADS-B signals broadcast by the aircraft.
  • the signal receiving antenna ADS-B is adapted to extend in a longitudinal direction Y, substantially vertical in space.
  • the ADS-B signal receiving antenna 30 may have a length of between 30 and 90 cm, and for example between 50 and 60 cm.
  • the ADS-B signal receiving antenna 30 is formed of three vertical strands connected by turns 31.
  • the junction of the vertical strands by the turns 31 is intended to phase shift the received signal by a quarter of the wavelength to summed the ADS-B signal levels received on the vertical strands.
  • the ADS-B signal receiving antenna 30 is mounted substantially in the center of a ground plane 32.
  • Such a ground plane makes it possible, in known manner, to improve the reception of the signals by the ADS-B signal receiving antenna 30.
  • the ground plane 32 is formed of an epoxy-copper printed circuit.
  • the ADS-B signal receiving antenna 30 has at one connection end a coaxial output 33 for connecting the ADS-B signal receiving antenna 30 to an information processing system as will be described later.
  • the housing 20 here mainly comprises two elongated tubular portions 21, 22 extending in the axis of one another in a longitudinal direction parallel to the longitudinal direction Y of the antenna ADS-B 30.
  • An upper tubular portion 21 is adapted to house the ADS-B 30 signal receiving antenna.
  • the tubular portions 21, 22 are coupled to each other by an enlarged portion 23 intended to house the ground plane 32.
  • the enlarged portion 23 is formed of two disk-shaped shells, each fixed to a tubular portion 21, 22 of the casing 20.
  • the tubular portions 21, 22 of the housing 20 and the enlarged portion 23 are made for example of a rigid plastic material, for example PVC, and are integral with each other in the signal receiving station 10.
  • the tubular portions 21, 22 and the enlarged portion 23 thus constitute a first housing portion 20 intended to be fixed to the mast January 1.
  • the attachment to the mast 1 1 is performed by the clamp 12 fixed around a lower tubular portion 22 extending under the widened portion 23 when the signal receiving station 10 is mounted on the mast 1 1.
  • the signal receiving station 10 also comprises a GPS signal receiving antenna 40 as visible in FIGS. 2 and 3.
  • the GPS signal receiving antenna 40 is preferably mounted at the periphery of the ground plane. 32.
  • the GPS signal receiving antenna 40 is preferably disposed near the periphery of the disk.
  • the GPS signal receiving antenna 40 is thus housed with the ground plane 32 in the housing 20, and here in the enlarged portion 23 of the housing 20.
  • the GPS signal receiving antenna 40 has a coaxial output 41 for connecting the GPS signal receiving antenna 40 to an information processing system described hereinafter.
  • the ADS-B signal receiving antenna 30 and the GPS signal receiving antenna 40 are connected to an electronic receiving and processing module 50 directly inside the housing 20.
  • the electronic module 50 for receiving and processing signals ADS-B and GPS signals is integrated in the housing 20, in the signal receiving station 10 to be fixed at the top of the mast January 1.
  • the electronic reception and processing module 50 is made from a printed circuit comprising all the means for acquiring, amplifying, and processing the signals received by the reception antennas of the ADS signals. B 30 and GPS 40 signals.
  • the printed circuit of the electronic reception and processing module 50 can be realized on a card.
  • the separation of the functionalities of the electronic reception and processing module 50 makes it possible in particular to separate the signal-receiving part, which is more sensitive to noise, from the other signal processing parts.
  • Such a signal processing receiving electronic module 50 need not be described in more detail in its structure: it may be in the form of one or more printed circuit boards comprising standard components for signal processing, and in particular a microprocessor adapted to cooperate with a mass memory, of the Micro SD card type (Micro SDS) and a random access memory for storing computer software and treatment and data acquired during treatment.
  • a microprocessor adapted to cooperate with a mass memory, of the Micro SD card type (Micro SDS) and a random access memory for storing computer software and treatment and data acquired during treatment.
  • the electronic reception and processing module 50 is incorporated in a case 60 intended to be housed in the case 20.
  • the case 60 is made from an aluminum block forming a frame housing the electronic reception and processing module 50.
  • the case 60 comprises at a first end 61 two receptacles 62 intended to connect the coaxial outputs 33, 41 respectively of the ADS-B signal receiving antenna 30 and the receiving antenna. of GPS signals 40 to the electronic reception and processing module 50.
  • the sockets 62 may be SMB sockets (acronym for "Sub Miniature Version B") conventionally used for the connection of coaxial cables.
  • the case 60 has at a second end 63 an output socket forming a connector 64 of a network cable.
  • the connector 64 may typically be an RJ 45 ("Registered Jack 45") connector used in Ethernet-type network cabling.
  • the case 60 thus comprises a connector 64 adapted to connect the electronic processing receiving module 50 to a remote signal processing station (not shown).
  • the case 60 is in this embodiment in the form of a substantially parallelepipedal structure elongate in the longitudinal direction Y, having the ends 61, 63 described above.
  • the case 60 is intended to be detachably fastened inside the case 20.
  • the electronic reception and processing module 50 can be removed from the signal receiving station 10 for its change or repair.
  • the case 20 comprises a second part 24 removably attached to the first case portion 20.
  • the second portion 24 is removably attached to a free end of the lower tubular portion 22 of the first housing portion 20.
  • the case 60 is intended to be housed in the case 20 in the lower tubular portion 22 of the case 20.
  • the case 60 when the case 60 is housed in the case 20, the case 60 extends under the ground plane 32 from which the coaxial outlets 33, 41 of the two antennas 30, 40 open.
  • the second housing portion 24 has a threaded portion 24a intended to cooperate with a complementary threaded portion 22a of the lower tubular portion 22 of the housing 20.
  • the complementary threaded portion 22a is located near the free end of the lower tubular portion 22, opposite the other end connected to the enlarged portion 23 of the housing 20.
  • the second portion 24 of housing 20 is adapted to the tight fitting of a network cable 70 provided at its end with a connection socket 71 intended to cooperate with the connector outlet socket 64 provided at the second end 63 of the holster 60.
  • the network cable 70 is mounted in a sealed manner by means of a stuffing box 72 at an orifice arranged for the passage of the network cable 70 in the second housing portion 24.
  • the network cable 70 can be fixed at several points along the mast 1 1 to allow its return to the ground and the connection with a station ground (ground station) remote.
  • the second housing portion 24 forms a protective cover around the connection of the network cable 70.
  • the second housing portion 24 is formed of a third tubular portion 24 extending in the extension of the lower tubular portion 22.
  • the housing 20 may have a length of between 60 and 100 cm in the longitudinal direction Y.
  • the case 60 comprises a screw thread 66 mounted free to rotate on the case 60 and fixedly mounted in translation in the longitudinal direction Y of the case 60, corresponding to the longitudinal direction Y of the first housing part 20.
  • the first part of the housing 20 has a complementary thread
  • the complementary threading 22b is located on an inner wall of the lower tubular portion 22 of the housing 20.
  • the case 60 can be mounted by screwing inside the lower tubular portion 22 of the casing 20. Thanks to the free rotational mounting of the screw thread 66, the screwing of the casing 60 has the effect of moving the translation of the case 60 inside the housing 20 to make the plug connection of the plugs 62 in the coaxial outlets 33, 41.
  • Foolproofing means may further be provided between the case 60 and the case 20 to ensure correct positioning of the case around the longitudinal direction Y of the case 20.
  • the polarizing means may be conventional and made by any type of grooves or complementary notches provided on the case 60 and the lower tubular portion 22 of the case 20.
  • the case 60 comprises near the first end 61 a rib 68 intended to cooperate with a complementary groove (not shown) provided on one side internal of the housing 20, and more particularly on an inner face of the lower tubular portion 22 of the housing 20.
  • a seal 67 is provided for sealing between the case 60 and the lower tubular portion 22 of the case 20.
  • the lower tubular portion 22 of the housing 20 has on its inner face a shoulder 22c, beyond the complementary thread 22b.
  • the seal 67 is then pressed against this shoulder 22c during screw mounting of the casing 60 in the lower tubular portion 22 of the casing 20.
  • the lower tubular portion 22 of the casing 20 thus has on an internal face the complementary threading 22b, adapted to cooperate with the thread 66 of the casing 60, and the complementary threaded portion 22a disposed at the lower end end of the lower tubular portion 22 adapted to cooperate with the threaded portion 24a of the second housing portion 24.
  • the screw thread 66 rotatably mounted on the case 60 comprises, in this embodiment, a first threaded portion 66a extending over the entire periphery of the case 60 and extending on a crenelated portion 66b allowing manual screwing.
  • the crenellated portion 66b includes, without limitation, four slots 66b carrying the thread of the thread 66 and adapted to cooperate with the complementary thread 22b provided in the first housing portion 20.
  • the four slots 66b are arranged symmetrically on the periphery of the case 60.
  • the second housing portion 24 has notches 24b retractably mounted at one end of the second portion 24 of the housing 20 to be removably attached to the first portion of the housing 20.
  • Any type of mechanism for mounting in the retracted position of the notches 24b, until an operator acts on the mechanism for position the projections 24b projecting, can be used to equip the second portion 24 of housing 20 retractable notches 24b.
  • the second housing portion 24 has four retractable notches 24b.
  • the retractable notches 24b can occupy a retracted position in the second housing portion 24, or a projecting position as illustrated in FIG. 6, extending beyond the complementary threaded portion 24a of the second portion 24 of the housing 20.
  • the retractable notches 24b are intended to cooperate with the slots 66b of the case 60 in order to exert a force in the unscrewing direction for the disassembly of the case 60, in particular when the seal 67 is bonded.
  • the operator first unscrews the gland 72 of the second housing portion 24 to release the cable 70 and the second portion 24 of the housing 20 is unscrewed from the lower tubular portion 22 of the housing 20.
  • connection of the cable 70 at the connector 64 is thus apparent, the second portion 24 of the housing 20 being able to slide along the cable 70.
  • the retractable notches 24b are, if necessary, protruded to cooperate with the slots 66b and facilitate the unscrewing of the case 60 by exerting a force in rotation on the thread 66.
  • the end of the extraction of the case 60 can then be performed by unscrewing by hand. It should be noted that in order to avoid any fall of the electronic reception and processing module 50 housed inside the case 60, the latter remains connected to the cable 70 at all times.
  • the operator then positions the case 60 inside the first housing part, by seeking, by pivoting the case 60, the appropriate position corresponding to the keying means.
  • the displacement in translation of the case 60, in the longitudinal direction Y, makes it possible to move the case 60 upwards inside the case 20 and to make the connection of the coaxial outputs 33, 41 of the receiving antenna ADS-B signals 30 and the GPS signal receiving antenna 40.
  • the electronic reception and processing module 50 comprises calculation means adapted to date the received ADS-B signals and / or to verify the geographical positioning of the ADS-B signal receiving antenna from the GPS signals received by the GPS signal receiving antenna 40.
  • the signal receiving station 10 thus integrates the electronic means for processing the ADS-B signal.
  • the co-location of the two ADS-B signal reception antennas 30 and the GPS signals 40 as well as the absence of distance between these antennas and the electronic signal receiving and processing module 50 eliminate the risk of measurement errors. unlike installations using transmission cables between each antenna and their receiver.
  • the multilateration calculation implements several ADS-B signal receiving antennas. From the date of reception of the signals, and thus the difference in the propagation times of the signals received at each antenna, it is possible to calculate the precise positioning of the aircraft.
  • the signal receiving station described above makes it possible to obtain time-synchronized data from all the 1090 MHz signals (ADS-B signals and other signals from the transponders), allowing simplified calculations of positioning by multilateration.
  • the electronic reception and signal processing module 50 can integrate more or less sophisticated signal processing functions.
  • the electronic reception and processing module 50 may comprise message generation means according to the ASTERIX exchange standard category 21, making it possible to define a format of the data transported for viewing on a control screen for the air traffic control.
  • It also comprises means allowing the remote parameterization and updating and configuration of the signal receiving station 10.
  • the electronic reception and processing module 50 can also have functions of supervision, backup of the trace files, encryption of the data link, verification of the entire signal reception chain, etc.
  • the electronic reception and processing module 50 may incorporate test means for verifying the correct operation of the reception of the ADS-B signals.
  • the above-described specific embodiment of the housing 20 for housing the ADS-B signal receiving antenna, the GPS signal receiving antenna and the ADS-B signal receiving and processing electronic module and GPS signals is not limiting.
  • the present invention extends to any type of structure and configuration of the housing making it possible, within this housing, to connect the ADS-B signal receiving antennas and GPS signals to the electronic reception and processing module. .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

Une station de réception de signaux (10) pour un système de surveillance ADS-B mis en œuvre dans le contrôle du trafic aérien comprend un boîtier (20) destiné à être fixé à un mât. Le boîtier (20) comprend une antenne de réception de signaux ADS-B (30), une antenne de réception de signaux GPS (40) et un module électronique de réception et de traitement (50) de signaux ADS-B et de signaux GPS, les antennes de réception de signaux ADS-B (30) et de signaux GPS (40) étant connectées au module électronique de réception et de traitement (50) à l'intérieur du boîtier (20).

Description

Station de réception de signaux pour un système de surveillance ADS-B
La présente invention concerne une station de réception de signaux pour un système de surveillance ADS-B.
De manière générale, la présente invention concerne le contrôle du trafic aérien mettant en œuvre un système de surveillance coopératif, par diffusion de surveillance dépendante automatique ADS-B (acronyme du terme anglais "Automatic Dépendent Surveillance-Broadcasf).
La mise en œuvre d'un système de surveillance ADS-B pour le contrôle du trafic aérien a vocation à se développer, notamment dans les régions du monde non ou mal équipées de radar.
Dans son principe, la surveillance ADS-B permet de connaître la position des aéronefs grâce à des moyens de calcul équipant chaque aéronef.
Chaque aéronef détermine sa position grâce au système existant de positionnement par satellites du type GPS ou par centrale inertielle, puis envoie régulièrement par liaison radio la position ainsi déterminée ainsi que d'autres éléments d'information utiles dans le contrôle du trafic aérien tels que des informations d'altitude, de vitesse, de trajet. Une station au sol (en anglais "ground station" est adaptée à recevoir et traiter les signaux ADS-B ainsi diffusés par chaque aéronef.
On connaît ainsi à titre d'exemple dans le document EP 2 296 128 un système de contrôle aérien mettant en œuvre un système de surveillance ADS- B.
Dans un tel système, plusieurs stations au sol (ground stations) sont prévues, de préférence éloignées les unes des autres.
Plus précisément, les signaux ADS-B sont réceptionnés par une antenne.
Généralement, l'antenne de réception de signaux ADS-B est omnidirectionnelle et placée en haut d'un mât (ou pylône). Les mâts des stations de réception sont généralement de grande hauteur, de l'ordre de 20 à 30 m, et nécessitent de relier l'antenne par un câble coaxial à la station au sol (ground station) placée à la base du mât.
L'atténuation des signaux transmis par le câble coaxial est importante. Elle peut correspondre à un rapport signal/bruit de 3 dB et nuit à la bonne réception des signaux ADS-B et ainsi à la portée effective de l'antenne.
La présente invention a pour but d'améliorer une station de réception de signaux pour un système de surveillance ADS-B.
A cet effet, la présente invention concerne une station de réception de signaux pour un système de surveillance ADS-B mis en œuvre dans un contrôle du trafic aérien.
Selon l'invention, la station de réception comprend un boîtier destiné à être fixé à un mât, le boîtier comprenant une antenne de réception de signaux ADS-B, une antenne de réception de signaux GPS et un module électronique de réception et de traitement de signaux ADS-B et de signaux GPS, les antennes de réception de signaux ADS-B et de signaux GPS étant connectées audit module électronique de réception et de traitement à l'intérieur du boîtier.
Ainsi, l'antenne de réception de signaux ADS-B et l'antenne de réception de signaux GPS sont co-implantées avec le module électronique de réception et de traitement de signaux ADS-B et de signaux GPS à l'intérieur du boîtier destiné à être placé en haut d'un mât.
La station de réception permet ainsi de s'affranchir des câbles coaxiaux de transmission entre chaque antenne et un dispositif de réception de signaux placés à la base du mât.
On obtient ainsi un meilleur rapport signal sur bruit, améliorant la réception et le traitement du signal ADS-B.
Par ailleurs, la connexion de chaque antenne au module électronique de réception et de traitement des signaux à l'intérieur d'un boîtier évite des paramétrages fastidieux du système pour tenir compte à la fois de longueurs de câbles coaxiaux et de la distance séparant l'antenne de réception de signaux GPS et l'antenne de réception de signaux ADS-B. La co-implantation de l'antenne de réception de signaux GPS avec l'antenne de réception de signaux ADS-B dans un même boîtier permet de dater chaque événement de réception d'un signal ADS-B au lieu exact de sa réception.
La co-implantation des antennes de réception de signaux GPS et de signaux ADS-B est ainsi particulièrement avantageuse pour la mise en œuvre des calculs de positionnement d'un aéronef par multilatération.
En effet, la co-implantation des antennes de réception de signaux GPS et de signaux ADS-B et la suppression de câbles coaxiaux de transmission entre chaque antenne et le module électronique de réception et de traitement suppriment les risques d'erreur lors de la mise en œuvre de calculs par multilatération, à partir de plusieurs stations de réception de signaux, pour déterminer la position d'un aéronef par multilatération.
A titre d'exemple de réalisation pratique, le module électronique de réception et de traitement de signaux comprend des moyens de calcul adaptés à dater les signaux ADS-B reçus et/ou à vérifier le positionnement géographique de ladite antenne de réception de signaux ADS-B à partir des signaux GPS reçus.
Dans une configuration permettant d'intégrer les fonctionnalités d'une station au sol (ground station) dans le boîtier fixé à un mât, le module électronique de réception et de traitement comprend des moyens de génération de messages selon le standard d'échange ASTERIX catégorie 21 .
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le module électronique de réception et de traitement est incorporé dans un étui fixé de manière détachable à l'intérieur du boîtier.
Ainsi, bien que placé dans un boîtier destiné à être fixé en hauteur à un mât, le module électronique de réception et de traitement peut être démonté en cas de panne ou de changement souhaité du module électronique.
En pratique, l'étui comporte deux prises de connexion adaptées respectivement à être connectées à une sortie coaxiale de l'antenne de réception de signaux ADS-B et à une sortie coaxiale de l'antenne de réception de signaux GPS. De même, l'étui comporte de préférence un connecteur d'un câble réseau adapté à relier le module électronique de réception et de traitement à une station de traitement de signaux déportée.
Ainsi, le traitement des signaux ADS-B reçus peut en partie être réalisé par le module électronique de réception et de traitement intégré dans le boîtier avec l'antenne de réception de signaux ADS-B, et en partie réalisé par une station de traitement de signaux déportée pour leur exploitation dans le système de surveillance ADS-B.
Dans un mode de réalisation pratique de l'invention, le boîtier comprend deux parties, une première partie étant destinée à être fixée à un mât et une deuxième partie étant fixée de manière démontable sur la première partie, l'étui étant accessible dans le boîtier lorsque cette deuxième partie de boîtier est démontée de la première partie de boîtier.
Dans une configuration avantageuse, la première partie du boîtier comporte un filetage adapté à coopérer avec un pas de vis monté libre en rotation sur l'étui et monté fixe en translation selon une direction longitudinale de l'étui et de la première partie de boîtier.
Il est ainsi possible de fixer par vissage l'étui dans la première partie de boîtier tout en provoquant un mouvement de translation de l'étui à l'intérieur du boîtier selon la direction longitudinale de ces éléments.
La connexion à l'intérieur du boîtier de l'étui aux antennes de réception de signaux ADS-B et de réception de signaux GPS peut ainsi être réalisée par enfichage des sorties coaxiales des antennes dans les prises de connexion de l'étui.
Dans un mode de réalisation, l'antenne de réception de signaux
ADS-B est montée au centre d'un plan de masse incorporé dans le boîtier.
L'utilisation d'un plan de masse permet avantageusement d'améliorer le fonctionnement et la réception des signaux ADS-B par l'antenne, et ainsi la portée effective de l'antenne de réception de signaux ADS-B.
En pratique, l'antenne de réception de signaux GPS est fixée sur le plan de masse. Cette disposition permet d'assurer un positionnement fiable de l'antenne de réception des signaux GPS par rapport à l'antenne de réception de signaux ADS-B.
De préférence, l'antenne de réception de signaux GPS est montée à la périphérie du plan de masse afin de ne pas nuire à l'homogénéité du plan de masse et perturber la réception des signaux ADS-B.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs :
- la figure 1 est une vue en perspective d'un mât équipé de deux stations de réception de signaux conformes à un mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 est une vue partielle en perspective d'un mât équipé d'une station de réception de signaux conforme à un mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 3 est une vue partielle en perspective de la station de réception de signaux de la figure 2 ;
- la figure 4 est une vue tronquée en perspective du mât équipé d'une station de réception de signaux de la figure 2 ;
- la figure 5 est une vue en perspective du détail agrandi A de la figure 4 ; et
- la figure 6 est une vue tronquée en perspective du mât équipé d'une station de réception de signaux de la figure 2, illustrant le changement et/ou le montage d'un module électronique de réception et de traitement de signaux.
On va décrire tout d'abord en référence à la figure 1 une station de réception de signaux pour un système de surveillance ADS-B, mis en œuvre dans le contrôle du trafic aérien selon un mode de réalisation de l'invention.
Une telle station de réception de signaux a pour objet de réceptionner des signaux ADS-B en provenance d'un ou plusieurs aéronefs.
Dans un système de surveillance coopératif du type ADS-B, les informations de positionnement des aéronefs sont générées directement au niveau de chaque aéronef, équipé d'un système de positionnement par satellites (ou par centrale inertielle).
Ainsi, l'aéronef calcule sa propre position et l'envoie régulièrement par radio.
Dans le système de surveillance ADS-B, la station de réception de signaux est une station passive adaptée à recevoir en permanence les signaux diffusés par l'aéronef, sans requérir l'établissement d'une connexion dédiée entre chaque aéronef et la station de réception de signaux.
Les signaux ADS-B sont des signaux de fréquence égale à 1090 MHz, qui peuvent être émis par les transpondeurs radar mode S qui équipent généralement les avions commerciaux.
Une telle station de réception de signaux est prévue pour équiper, de manière non limitative, les aéroports dans les zones qui ne sont pas équipées en radar.
Dans son principe, une station de réception de signaux comprend principalement une antenne de réception de signaux ADS-B destinée à être positionnée en hauteur.
Comme bien illustré à la figure 1 , la station de réception de signaux 10 est adaptée à être fixée à l'extrémité d'un mât 1 1 .
A titre d'exemple, le mât 1 1 peut atteindre une hauteur de 20 à 30 m.
Dans l'exemple de réalisation de la figure 1 , le mât 1 1 comporte deux bras 1 1 a, 1 1 b à son extrémité supérieure, destinées respectivement au montage de deux stations de réception de signaux 10 identiques.
Le montage de deux stations de réception de signaux 10 permet une redondance de fonctionnement en procurant une station de réception de secours en cas de dysfonctionnement, permettant ainsi de différer l'intervention de maintenance sur la station de réception de signaux 10 défectueuse.
On va décrire ci-après une station de réception de signaux 10 destinée à être fixée à l'extrémité d'un mât 1 1 .
La station de réception de signaux 10 comprend un boîtier 20 destiné à être fixé au mât 1 1 . Dans ce mode de réalisation, le boîtier 20 est maintenu par un collier de serrage 12 à une extrémité d'un bras 1 1 a, 1 1 b du mât 1 1 .
Tout type de fixation fiable et démontable peut convenir pour le montage d'un boîtier 20 sur l'extrémité d'un mât 1 1 .
Comme bien illustré à la figure 2, le boîtier 20 comprend une antenne de réception de signaux ADS-B 30.
L'antenne de réception de signaux ADS-B est une antenne omnidirectionnelle, se présentant par exemple sous la forme d'une tige métallique d'une longueur suffisante pour capter les signaux ADS-B diffusés par les aéronefs.
L'antenne de réception de signaux ADS-B est adaptée à s'étendre selon une direction longitudinale Y, sensiblement verticale dans l'espace.
A titre d'exemple non limitatif, l'antenne de réception de signaux ADS-B 30 peut avoir une longueur comprise entre 30 et 90 cm, et par exemple entre 50 et 60 cm.
Dans ce mode de réalisation, et de manière non limitative, l'antenne de réception de signaux ADS-B 30 est formée de trois brins verticaux reliés par des spires 31 .
La jonction des brins verticaux par les spires 31 a pour but de déphaser le signal reçu du quart de la longueur d'onde permettant de sommer les niveaux de signal ADS-B reçu sur les brins verticaux.
Comme visible à la figure 3, dans ce mode de réalisation, l'antenne de réception de signaux ADS-B 30 est montée sensiblement au centre d'un plan de masse 32.
Un tel plan de masse permet de manière connue d'améliorer la réception des signaux par l'antenne de réception de signaux ADS-B 30.
Dans ce mode de réalisation, le plan de masse 32 est en forme de disque au centre duquel est fixée l'antenne de réception de signaux ADS-B 30.
Le plan de masse 32 est formé d'un circuit imprimé époxy-cuivre.
L'antenne de réception de signaux ADS-B 30 comporte à une extrémité de connexion une sortie coaxiale 33 permettant de connecter l'antenne de réception de signaux ADS-B 30 à un système de traitement d'information comme cela sera décrit ultérieurement.
Le boîtier 20 comporte ici principalement deux portions tubulaires allongées 21 , 22 s'étendant dans l'axe l'une de l'autre selon une direction longitudinale parallèle à la direction longitudinale Y de l'antenne ADS-B 30.
Une portion tubulaire supérieure 21 est conçue pour loger l'antenne de réception de signaux ADS-B 30.
Les portions tubulaires 21 , 22 sont couplées l'une à l'autre par une portion élargie 23 destinée à loger le plan de masse 32.
Dans ce mode de réalisation, la portion élargie 23 est formée de deux coques en forme de disque, fixées chacune à une portion tubulaire 21 , 22 du boîtier 20.
Les portions tubulaires 21 , 22 du boîtier 20 et la portion élargie 23 sont réalisées par exemple dans un matériau plastique rigide, et par exemple en PVC, et sont solidaires les unes des autres dans la station de réception de signaux 10.
Les portions tubulaires 21 , 22 et la portion élargie 23 constituent ainsi une première partie de boîtier 20 destinée à être fixée au mât 1 1 .
Dans ce mode de réalisation, la fixation au mât 1 1 est réalisée par le collier de serrage 12 fixé autour d'une portion tubulaire inférieure 22 s'étendant sous la portion élargie 23 lorsque la station de réception de signaux 10 est montée sur le mât 1 1 .
La station de réception de signaux 10 comprend également une antenne de réception de signaux GPS 40 comme visible aux figures 2 et 3.
Dans ce mode de réalisation, l'antenne de réception de signaux GPS
40 est fixée sur le plan de masse 32.
Afin de limiter la perturbation apportée par l'antenne de réception de signaux GPS 40 vis-à-vis de la réception des signaux ADS-B, l'antenne de réception de signaux GPS 40 est de préférence montée à la périphérie du plan de masse 32. Dans ce mode de réalisation où le plan de masse 32 est formé d'un disque, l'antenne de réception de signaux GPS 40 est de préférence disposée à proximité de la périphérie du disque.
L'antenne de réception de signaux GPS 40 est ainsi logée avec le plan de masse 32 dans le boîtier 20, et ici dans la portion élargie 23 du boîtier 20.
Comme bien illustré à la figure 3, l'antenne de réception de signaux GPS 40 comporte une sortie coaxiale 41 destinée au raccordement de l'antenne de réception de signaux GPS 40 à un système de traitement d'information décrit ci-après.
L'antenne de réception de signaux ADS-B 30 et l'antenne de réception de signaux GPS 40 sont connectées à un module électronique de réception et de traitement 50 directement à l'intérieur du boîtier 20.
Ainsi, le module électronique de réception et de traitement 50 de signaux ADS-B et de signaux GPS est intégré au boîtier 20, dans la station de réception de signaux 10 destinée à être fixée en haut du mât 1 1 .
En pratique, le module électronique de réception et de traitement 50 est réalisé à partir d'un circuit imprimé comportant l'ensemble des moyens d'acquisition, d'amplification, et de traitement des signaux reçus par les antennes de réception des signaux ADS-B 30 et de signaux GPS 40.
En pratique, le circuit imprimé du module électronique de réception et de traitement 50 peut être réalisé sur une carte.
Il peut également être réparti sur plusieurs cartes de circuit imprimé, permettant la séparation des fonctionnalités du module électronique de réception et de traitement 50.
La séparation des fonctionnalités du module électronique de réception et de traitement 50 permet notamment de séparer la partie réception de signaux, plus sensible aux parasites, des autres parties de traitement des signaux.
Un tel module électronique de réception de traitement de signaux 50 n'a pas besoin d'être décrit plus en détail dans sa structure : il peut se présenter sous la forme d'une ou plusieurs cartes de circuit imprimé comportant des composants usuels pour le traitement de signaux, et notamment un microprocesseur adapté à coopérer avec une mémoire de masse, du type carte micro SD (Micro Secure Digital Card en terminologie anglo-saxonne) et une mémoire vive pour la mémorisation des logiciels de calcul et de traitement et des données acquises en cours de traitement.
Le module électronique de réception et traitement 50 est incorporé dans un étui 60 destiné à être logé dans le boîtier 20.
A titre d'exemple, l'étui 60 est réalisé à partir d'un bloc d'aluminium formant une armature logeant le module électronique de réception et de traitement 50.
Comme bien illustré à la figure 3, l'étui 60 comporte à une première extrémité 61 deux prises 62 destinées à connecter les sorties coaxiales 33, 41 respectivement de l'antenne de réception de signaux ADS-B 30 et de l'antenne de réception de signaux GPS 40 au module électronique de réception et de traitement 50.
Les prises 62 peuvent être des prises SMB (acronyme des termes "Sub Miniature Version B") utilisées classiquement pour la connexion de câbles coaxiaux.
Comme bien illustré à la figure 4, l'étui 60 comporte à une seconde extrémité 63 une prise de sortie formant un connecteur 64 d'un câble réseau.
Le connecteur 64 peut être typiquement un connecteur RJ 45 ("Registered Jack 45") utilisé dans le câblage réseau du type Ethernet.
L'étui 60 comporte ainsi un connecteur 64 adapté à relier le module électronique de réception de traitement 50 à une station de traitement de signaux déportée (non illustrée).
L'étui 60 se présente dans ce mode de réalisation sous la forme d'une structure sensiblement parallélépipédique allongée selon la direction longitudinale Y, comportant les extrémités 61 , 63 décrites précédemment.
L'étui 60 est destiné à être fixé de manière détachable à l'intérieur du boîtier 20. Ainsi, le module électronique de réception et de traitement 50 peut être démonté de la station de réception de signaux 10 en vue de son changement ou réparation.
Afin de rendre possible l'accès et le démontage de l'étui 60, le boîtier 20 comporte une deuxième partie 24 fixée de manière démontable sur la première partie de boîtier 20.
Dans ce mode de réalisation, la deuxième partie 24 est fixée de manière démontable à une extrémité libre de la portion tubulaire inférieure 22 de la première partie de boîtier 20.
L'étui 60 est destiné à être logé dans le boîtier 20 dans la portion tubulaire inférieure 22 du boîtier 20.
Ainsi, lorsque l'étui 60 est logé dans le boîtier 20, l'étui 60 s'étend sous le plan de masse 32 duquel débouchent les sorties coaxiales 33, 41 des deux antennes 30, 40.
Dans ce mode de réalisation, comme illustré à la figure 4, la deuxième partie 24 de boîtier 20 comporte une portion filetée 24a destinée à coopérer avec une portion filetée complémentaire 22a de la portion tubulaire inférieure 22 du boîtier 20.
La portion filetée complémentaire 22a est localisée à proximité de l'extrémité libre de la portion tubulaire inférieure 22, opposée à l'autre extrémité raccordée à la portion élargie 23 du boîtier 20.
La deuxième partie 24 de boîtier 20 est adaptée au montage étanche d'un câble réseau 70 muni à son extrémité d'une prise de connexion 71 destinée à coopérer avec la prise de sortie formant connecteur 64 prévu à la seconde extrémité 63 de l'étui 60.
De manière classique, le câble réseau 70 est monté de manière étanche grâce à un presse-étoupe 72 au niveau d'un orifice aménagé pour le passage du câble réseau 70 dans la deuxième partie 24 de boîtier 20.
Comme illustré schématiquement à la figure 1 , le câble réseau 70 peut être fixé en plusieurs points le long du mât 1 1 pour permettre son retour au sol et la liaison avec une station au sol (ground station) déportée. La deuxième partie 24 de boîtier 20 forme un capot de protection autour de la connexion du câble réseau 70.
Dans ce mode de réalisation où le boîtier comprend deux portions tubulaires 21 , 22, la deuxième partie 24 de boîtier est formée d'une troisième portion tubulaire 24 s'étendant dans le prolongement de la portion tubulaire inférieure 22.
Le boîtier 20 peut présenter une longueur comprise entre 60 et 100 cm selon la direction longitudinale Y.
Par ailleurs, afin de réaliser le montage en translation selon la direction longitudinale Y de l'étui 60 à l'intérieur du boîtier 20, et permettre notamment la connexion des sorties coaxiales 33, 41 avec respectivement les prises 62, l'étui 60 comporte un pas de vis 66 monté libre en rotation sur l'étui 60 et monté fixe en translation selon la direction longitudinale Y de l'étui 60, correspondant à la direction longitudinale Y de la première partie de boîtier 20.
La première partie du boîtier 20 comporte un filetage complémentaire
22b, adapté à coopérer avec le pas de vis 66 de l'étui 60.
Dans ce mode de réalisation, le filetage complémentaire 22b est situé sur une paroi interne de la portion tubulaire inférieure 22 du boîtier 20.
Ainsi, l'étui 60 peut être monté par vissage à l'intérieur de la portion tubulaire inférieure 22 du boîtier 20. Grâce au montage libre en rotation du pas de vis 66, le vissage de l'étui 60 a pour effet de déplacer en translation l'étui 60 à l'intérieur du boîtier 20 pour réaliser la connexion par enfichage des prises 62 dans les sorties coaxiales 33, 41 .
Des moyens de détrompage peuvent en outre être prévus entre l'étui 60 et le boîtier 20 afin d'assurer un positionnement correct de l'étui autour de la direction longitudinal Y du boîtier 20.
Les moyens de détrompage peuvent être classiques et réalisés par tous types de rainures ou encoches complémentaires prévues sur l'étui 60 et la portion tubulaire inférieure 22 du boîtier 20.
Dans ce mode de réalisation, et de manière non limitative, l'étui 60 comporte à proximité de la première extrémité 61 une nervure 68 destinée à coopérer avec une rainure complémentaire (non illustrée) prévue sur une face interne du boîtier 20, et plus particulièrement sur une face interne de la portion tubulaire inférieure 22 du boîtier 20.
Par ailleurs, comme visible à la figure 6, un joint 67 est prévu pour assurer l'étanchéité entre l'étui 60 et la portion tubulaire inférieure 22 du boîtier 20.
A cet effet, la portion tubulaire inférieure 22 du boîtier 20 comporte sur sa face interne un épaulement 22c, au-delà du filetage complémentaire 22b.
Le joint 67 est alors comprimé contre cet épaulement 22c lors du montage par vissage de l'étui 60 dans la portion tubulaire inférieure 22 du boîtier 20.
Comme bien illustré à la figure 5, la portion tubulaire inférieure 22 du boîtier 20 comporte ainsi sur une face interne le filetage complémentaire 22b, adapté à coopérer avec le pas de vis 66 de l'étui 60, et la portion filetée complémentaire 22a disposée à l'extrémité terminale inférieure de la portion tubulaire inférieure 22, adaptée à coopérer avec la portion filetée 24a de la deuxième partie 24 de boîtier 20.
Comme bien illustré à la figure 5, le pas de vis 66 monté libre en rotation sur l'étui 60 comporte dans ce mode de réalisation une première partie filetée 66a s'étendant sur l'intégralité de la périphérie de l'étui 60 et se prolongeant sur une partie crénelée 66b permettant un vissage manuel.
Dans ce mode de réalisation, la partie crénelée 66b comporte, de manière non limitative, quatre créneaux 66b portant le filetage du pas de vis 66 et adaptés à coopérer avec le filetage complémentaire 22b prévu dans la première partie de boîtier 20.
Les quatre créneaux 66b sont disposés symétriquement sur la périphérie de l'étui 60.
De manière complémentaire, la deuxième partie 24 de boîtier 20 comporte des crans 24b montés de manière rétractable à une extrémité de la deuxième partie 24 du boîtier 20 destiné à être fixé de manière démontable sur la première partie du boîtier 20.
Tout type de mécanisme permettant le montage en position rétractée des crans 24b, jusqu'à ce qu'un opérateur agisse sur le mécanisme pour positionner les crans 24b en saillie, peut être utilisé pour équiper la deuxième partie 24 de boîtier 20 de crans rétractables 24b.
De manière analogue, dans ce mode de réalisation, et comme visible à la figure 6, la deuxième partie 24 de boîtier comporte quatre crans rétractables 24b. Les crans rétractables 24b peuvent occuper une position rétractée dans la deuxième partie 24 de boîtier 20, ou une position en saillie telle qu'illustrée à la figure 6, s'étendant au-delà de la portion filetée complémentaire 24a de la deuxième partie 24 du boîtier 20.
Les crans rétractables 24b sont destinés à coopérer avec les créneaux 66b de l'étui 60 afin d'exercer une force dans le sens de dévissage pour le démontage de l'étui 60, notamment en cas de collage du joint 67.
On va décrire à présent une opération de changement du module électronique de réception et de traitement 50 de la station de réception de signaux 10 décrite précédemment.
On notera que cette opération de changement du module électronique de réception et de traitement 50 peut être réalisée par un opérateur directement en hauteur, la station de réception de signaux 10 restant fixée à l'extrémité du mât 1 1 .
L'opérateur dévisse tout d'abord le presse-étoupe 72 de la deuxième partie 24 de boîtier 20 pour libérer le câble 70 et la deuxième partie 24 du boîtier 20 est dévissée de la portion tubulaire inférieure 22 du boîtier 20.
La connexion du câble 70 au niveau du connecteur 64 est ainsi apparente, la deuxième partie 24 du boîtier 20 pouvant coulisser le long du câble 70.
L'opérateur procède ensuite au dévissage de l'étui 60 monté à l'intérieur du boîtier 20.
Pour cela, les crans rétractables 24b sont, si nécessaire, placés en saillie pour coopérer avec les créneaux 66b et faciliter le dévissage de l'étui 60 en exerçant une force en rotation sur le pas de vis 66.
La fin de l'extraction de l'étui 60 peut ensuite s'effectuer en dévissant à la main. On notera que pour éviter toute chute du module électronique de réception et de traitement 50 logé à l'intérieur de l'étui 60, ce dernier reste connecté au câble 70 en permanence.
Une fois l'étui 60 placé dans la sacoche de l'opérateur, ce dernier débranche la prise de connexion 71 du connecteur 64 de l'étui 60.
On notera qu'à cette étape, si l'opérateur ne remplace pas immédiatement le module électronique de réception et de traitement 50, il est possible de revisser la deuxième partie 24 de boîtier 20 sur la première partie de boîtier 20 et de maintenir ainsi l'ensemble étanche dans l'attente du remplacement du module électronique de réception et de traitement 50.
Lorsque l'opérateur procède au branchement d'un nouvel étui 60 logeant un module électronique de réception et de traitement 50, il réalise tout d'abord le branchement du câble réseau 70 au connecteur 64 de l'étui 60.
L'opérateur positionne ensuite l'étui 60 à l'intérieur de la première partie de boîtier, en recherchant, par pivotement de l'étui 60, la position adéquate correspondant aux moyens de détrompage.
Puis il procède au vissage de l'étui 60 grâce au pas de vis 66, monté libre en rotation sur l'étui 60, à l'intérieur de la portion tubulaire inférieure 22 de la première partie de boîtier 20.
Le déplacement en translation de l'étui 60, selon la direction longitudinale Y, permet de déplacer l'étui 60 vers le haut à l'intérieur du boîtier 20 et de réaliser la connexion des sorties coaxiales 33, 41 de l'antenne de réception de signaux ADS-B 30 et de l'antenne de réception de signaux GPS 40.
Le montage par vissage de l'étui 60 se poursuit jusqu'à serrage du joint 67 placé à la base de l'étui 60, à proximité du pas de vis 66.
Ainsi, le serrage manuel permet de réaliser l'étanchéité du montage. Une fois l'étui 60 en place dans la première partie de boîtier 20, l'opérateur visse la deuxième partie 24 de boîtier 20 sur la portion tubulaire inférieure 22 du boîtier 20, puis referme le presse-étoupe 72 pour assurer l'étanchéité et le maintien du câble réseau 70. Ainsi, il est possible de monter et démonter le module électronique de réception et de traitement 50 disposé à l'intérieur du boîtier 20 fixé au mât 1 1 .
L'entretien et la réparation de la station de réception de signaux 10 en sont facilités.
Le module électronique de réception et de traitement 50 comprend des moyens de calcul adaptés à dater les signaux ADS-B reçus et/ou à vérifier le positionnement géographique de l'antenne de réception de signaux ADS-B 30 à partir des signaux GPS reçus par l'antenne de réception de signaux GPS 40.
La station de réception de signaux 10 intègre ainsi les moyens électroniques de traitement du signal ADS-B.
La co-implantation des deux antennes de réception des signaux ADS-B 30 et des signaux GPS 40 ainsi que l'absence de distance entre ces antennes et le module électronique de réception et de traitement 50 des signaux suppriment les risques d'erreurs de mesure contrairement aux installations mettant en œuvre des câbles de transmission entre chaque antenne et leur récepteur.
Ainsi, il n'est pas nécessaire de mesurer les longueurs de câble de transmission, ni les positionnements relatifs des antennes en latitude, longitude et altitude pour les calculs de positionnement d'aéronef par multilatération.
En effet, le calcul par multilatération met en œuvre plusieurs antennes de réception de signaux ADS-B. A partir de la datation de la réception des signaux, et ainsi de la différence des temps de propagation des signaux reçus à chaque antenne, il est possible de calculer le positionnement précis de l'aéronef.
La station de réception de signaux décrite précédemment permet d'obtenir à partir de tous les signaux 1090 MHz (signaux ADS-B et autres signaux issues des transpondeurs) des données synchronisées dans le temps, permettant des calculs simplifiés de positionnement par multilatération.
Le module électronique de réception et de traitement de signaux 50 peut intégrer des fonctions plus ou moins élaborées de traitement des signaux. En particulier, le module électronique de réception et de traitement 50 peut comporter des moyens de génération de messages selon le standard d'échange ASTERIX catégorie 21 , permettant de définir un format des données transportées en vue de leur visualisation sur un écran de contrôle pour le contrôle du trafic aérien.
Alors que les messages sont générés traditionnellement par une station au sol (ground station), cette fonction peut être mise en œuvre directement au niveau de la station de réception de signaux 10 placée en haut d'un mât.
La station de réception de signaux 10 est ainsi analogue à une ground station dans son fonctionnement et permet d'intégrer l'ensemble des exigences réglementaires pour la génération de messages selon la catégorie ASTERIX, et notamment des messages d'échange ADS-B (catégorie ASTERIX 21 ) et de supervision (catégorie ASTERIX 23).
En particulier, le module électronique de réception et de traitement
50 permet de vérifier et corriger des erreurs dans les messages reçus, de surveiller différents paramètres (température, humidité, ...), de contrôler le seuil de bruit ainsi que le nombre de pistes reçues, un pourcentage d'erreurs, un pourcentage de corrections, ...
II comporte également des moyens permettant le paramétrage à distance et la mise à jour et configuration de la station de réception de signaux 10.
Le module électronique de réception et de traitement 50 peut également avoir des fonctions de supervision, de sauvegarde des fichiers traces, de cryptage de la liaison de données, de vérification de l'ensemble de la chaîne de réception de signaux, ...
En particulier, le module électronique de réception et de traitement 50 peut incorporer des moyens de test permettant de vérifier le bon fonctionnement de la réception des signaux ADS-B.
Le module électronique de réception et de traitement 50 est ainsi adapté à générer un message de test ADS-B, ce message étant injecté par rayonnement sur l'étage d'entrée du module électronique de réception et de traitement 50.
On évite ainsi, contrairement à l'état de la technique, l'utilisation d'un émetteur extérieur pour adresser un message de test ADS-B à l'antenne de réception de signaux ADS-B 30. Le contrôle de l'ensemble de la chaîne de réception des signaux, en analysant le message en sortie de la station de réception de signaux 10, est ainsi simplifié.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrit précédemment.
En particulier, le mode de réalisation spécifique décrit précédemment du boîtier 20 destiné à loger l'antenne de réception de signaux ADS-B, l'antenne de réception de signaux GPS et le module électronique de réception et de traitement des signaux ADS-B et des signaux GPS n'est pas limitatif.
La présente invention s'étend à tout type de structure et configuration de boîtier permettant de réaliser, à l'intérieur de ce boîtier, la connexion des antennes de réception de signaux ADS-B et de signaux GPS au module électronique de réception et de traitement.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Station de réception de signaux pour un système de surveillance ADS-B mis en œuvre dans le contrôle du trafic aérien, caractérisée en ce qu'elle comprend un boîtier (20) destiné à être fixé à un mât (1 1 ), ledit boîtier (20) comprenant une antenne de réception de signaux ADS-B (30), une antenne de réception de signaux GPS (40) et un module électronique de réception et de traitement (50) de signaux ADS-B et de signaux GPS, lesdites antennes de réception de signaux ADS-B (30) et de signaux GPS (40) étant connectées audit module électronique de réception et de traitement (50) à l'intérieur dudit boîtier (20).
2. Station de réception conforme à la revendication 1 , caractérisée en ce que le module électronique de réception et de traitement (50) de signaux comprend des moyens de calcul adaptés à dater les signaux ADS-B reçus et/ou à vérifier le positionnement géographique de ladite antenne de réception de signaux ADS-B (30) à partir des signaux GPS reçus.
3. Station de réception conforme à la revendication 2, caractérisée en ce que le module électronique de réception et de traitement (50) de signaux comprend des moyens de génération de messages selon le standard d'échange ASTERIX catégorie 21 .
4. Station de réception conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ledit module électronique de réception et de traitement (50) est incorporé dans un étui (60) fixé de manière détachable à l'intérieur dudit boîtier (20).
5. Station de réception conforme à la revendication 4, caractérisée en ce que ledit étui (60) comporte deux prises de connexion (62) adaptées respectivement à être connectées à une sortie coaxiale (33) de ladite antenne de réception de signaux ADS-B (30) et à une sortie coaxiale (41 ) de ladite antenne de réception de signaux GPS (40).
6. Station de réception conforme à l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que ledit étui (60) comporte un connecteur (64) d'un câble réseau (70) adapté à relier ledit module électronique de réception et de traitement (50) à une station de traitement de signaux déportée.
7. Station de réception conforme à l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que ledit boîtier (20) comprend deux parties, une première partie (21 , 22, 23) étant destinée à être fixée à un mât (1 1 ) et une deuxième partie (24) étant fixée de manière démontable sur ladite première partie (21 , 22, 23), ledit étui (60) étant accessible dans ledit boîtier (20) lorsque ladite deuxième partie (24) de boîtier (20) est démontée de ladite première partie (21 , 22, 23) de boîtier (20).
8. Station de réception conforme à la revendication 7, caractérisée en ce que ladite première partie (21 , 22, 23) du boîtier (20) comporte un filetage (22b) adapté à coopérer avec un pas de vis (66) monté libre en rotation sur ledit étui (60) et monté fixe en translation selon une direction longitudinale (Y) dudit étui (60) et de ladite première partie (21 , 22, 23) de boîtier (20).
9. Station de réception conforme à l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'antenne de réception de signaux ADS-B (30) est montée au centre d'un plan de masse (32) incorporé dans ledit boîtier (20) et l'antenne de réception de signaux GPS (40) est fixée sur ledit plan de masse (32).
10. Station de réception conforme à la revendication 9, caractérisée en ce que ladite antenne de réception de signaux GPS (40) est montée à la périphérie dudit plan de masse (32).
EP16809508.1A 2015-11-19 2016-11-18 Station de réception de signaux pour un système de surveillance ads-b Withdrawn EP3378051A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1561122A FR3044152A1 (fr) 2015-11-19 2015-11-19 Station de reception de signaux pour un systeme de surveillance ads-b
PCT/FR2016/053014 WO2017085426A1 (fr) 2015-11-19 2016-11-18 Station de réception de signaux pour un système de surveillance ads-b

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3378051A1 true EP3378051A1 (fr) 2018-09-26

Family

ID=55752373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP16809508.1A Withdrawn EP3378051A1 (fr) 2015-11-19 2016-11-18 Station de réception de signaux pour un système de surveillance ads-b

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11016200B2 (fr)
EP (1) EP3378051A1 (fr)
CN (1) CN108475475A (fr)
FR (1) FR3044152A1 (fr)
WO (1) WO2017085426A1 (fr)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113097686B (zh) * 2021-04-02 2022-03-04 南京航空航天大学 一种基于恶劣环境应用的ads-b接收机天线装置
CN114664124B (zh) * 2022-04-15 2023-05-02 四川九洲空管科技有限责任公司 一种航空器机载综合防撞***及其实现方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3299429A (en) * 1963-08-05 1967-01-17 Decibel Prod Vertical array of folded dipoles adjustably mounted on support mast
US6064335A (en) * 1997-07-21 2000-05-16 Trimble Navigation Limited GPS based augmented reality collision avoidance system
US7702461B2 (en) * 2001-03-06 2010-04-20 Honeywell International Inc. Ground operations and imminent landing runway selection
EP1428354A2 (fr) * 2001-09-20 2004-06-16 Honeywell International, Inc. Systeme audio numerique
CA2463841A1 (fr) * 2001-10-10 2003-09-25 Mcloughlin Pacific Corporation Procede et dispositif de localisation d'aeronef et de protection contre les acces non autorises
US6995689B2 (en) * 2001-10-10 2006-02-07 Crank Kelly C Method and apparatus for tracking aircraft and securing against unauthorized access
US20100283661A1 (en) * 2007-01-16 2010-11-11 The Mitre Corporation Observability of unmanned aircraft and aircraft without electrical systems
US8072374B2 (en) * 2007-11-27 2011-12-06 Zane Hovey Automatic dependant surveillance systems and methods
US8437956B2 (en) * 2008-02-15 2013-05-07 Kutta Technologies, Inc. Unmanned aerial system position reporting system and related methods
EP2296128B1 (fr) 2009-09-10 2013-08-14 Thales Alenia Space Deutschland GmbH Services de diffusion et de surveillance ADS-B pour une gestion de trafic d'air global utilisant des satellites
US10171999B2 (en) * 2012-12-07 2019-01-01 Sitepro, Llc Mobile surveillance unit
FR3002066B1 (fr) * 2013-02-08 2015-02-20 Thales Sa Systeme etendu et integre de securite et de surveillance aeronautique
FR3008818B1 (fr) * 2013-07-22 2015-08-14 Airbus Operations Sas Dispositif et procede de prediction au sol de la precision, l'integrite et la disponibilite de la position d'un aeronef le long d'une trajectoire.
US9893413B2 (en) * 2014-12-11 2018-02-13 Appareo Systems, Llc Integrated, externally-mounted ADS-B device
US9766331B2 (en) * 2014-12-16 2017-09-19 Honeywell International Inc. Sectorized antennas for improved airborne reception of surveillance signals
US10467909B2 (en) * 2015-01-07 2019-11-05 FreeFlight Acquisition Corporation Automatic dependent surveillance broadcast system beacon and method
US10101447B2 (en) * 2015-05-27 2018-10-16 Garmin International, Inc. Shared aviation antenna
CN104954063B (zh) * 2015-06-24 2018-05-01 成都民航空管科技发展有限公司 一种ads-b数据融汇方法及***

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017085426A1 (fr) 2017-05-26
US20180329074A1 (en) 2018-11-15
FR3044152A1 (fr) 2017-05-26
CN108475475A (zh) 2018-08-31
US11016200B2 (en) 2021-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2734851B1 (fr) Dispositif de calibration et de test pour une antenne active notamment une antenne de pointe avant d'un radar aeroporte
EP2386875A1 (fr) Système distribué de mesure de distance pour la localisation d'un satellite géostationnaire
FR3002320A1 (fr) Sonde de mesure angulaire a bord d'un aeronef et aeronef mettant en oeuvre au moins une telle sonde
WO2017085426A1 (fr) Station de réception de signaux pour un système de surveillance ads-b
EP3145257A1 (fr) Procede et dispositif de determination de la position geographique d'un equipement
EP2726888B1 (fr) Procede et dispositif de controle d'un poste electrique haute tension isole au gaz
FR2963681A1 (fr) Module d'acquisition de donnees et connecteur de cable pour la fixation au module
EP1354219A2 (fr) Systeme de surveillance des pneumatiques d'un vehicule comportant un dispositif de localisation automatique d'emetteurs de roues
EP0813068B1 (fr) Dispositif pour détecter et localiser des anomalies de la protection électromagnétique d'un système
FR3009281A1 (fr) Aeronef comprenant un systeme de mesure de pression et procede associe
FR3054394B1 (fr) Dispositif pour transferer des informations d'un systeme avionique d'un aeronef vers un calculateur independant
EP1932004A1 (fr) Dispositif compact de radio surveillance
EP3097648A1 (fr) Dispositif de communication d'une cabine d'aéronef
EP3147676B1 (fr) Dispositif de controle d'un conducteur electrique et installation electrique comportant un tel dispositif
FR3067453A1 (fr) Systeme nomade de mesure comportant un module d'alimentation comportant un tore electrique
WO2021110674A1 (fr) Dispositif de prévention de risques de perturbations atmosphériques pour un aéronef en vol et au sol
EP3577727B1 (fr) Dispositif de connexion à adaptation d'impédance
EP1512628B1 (fr) Procédé et dispositif de maintenance d'un équipement de radionavigation d'un aéronef
EP2533366B1 (fr) Systeme de connexion electrique moyenne tension muni d'un dispositif de couplage hautes fréquences
EP3264539B1 (fr) Dispositif d'aide au remplacement d'un premier connecteur par un deuxième connecteur et procédé d'aide au remplacement associé
EP4119971A1 (fr) Procede de calibration d'un appareil de goniometrie aeroporte pour les basses frequences
WO2001046705A1 (fr) Dispositif de mesure d'un champ electromagnetique a polarisation quelconque
EP3683119A1 (fr) Dispositif de protection d'un coffre de traction d'un véhicule et véhicule associé
FR3052862A1 (fr) Procede d'installation d'un systeme d'enregistrement de donnees moteur dans un aeronef
WO2004013931A2 (fr) Procede et dispositif economiques permettant d'orienter facilement une antenne de television satellite ou terrestre

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20180615

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20190604

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20220601