Brevet FR2556103A1 — publié le 19850607

La présente invention concerne une station terrestre d'un système de navigation comportant un dispositif chargé de détecter les fautes de ladite station. Une station terrestre de ce type est décri- te dans un article de G. MHfgen, "VOR und Doppler-VOR", Elektrisches Nachrichtenwesen, vol. 50, n' 4, 1975, pages 259 à 262. Cet article ne traite que de stations terrestres VOR et DVOR, mais le type de sta- tion est sans importance en ce qui concerne la présente invention. Une autre station terrestre envisageable est la station terrestre NDB bien connue. Si une telle station terrestre n'est pas située trop loin d'un centre d'entretien, elle peut y être reliée par une ligne télé- phonique pour assurer la transmission des messages de fautes depuis la station terrestre jusqu'au centre d'entretien. Les messages de fau- tes peuvent également être transmis au centre d'entretien par l'inter- médiaire d'une voie hertzienne. Ces procédés sont toute- fois trop chers si la distance par rapport au centre d'entretien le plus proche est très importante, comme c'est souvent le cas pour les stations terrestres utilisées pour la navigation au long cours. De nombreuses stations terrestres de ce type sont implantées dans le désert ou dans la jungle. Les stations terrestres installées dans ce type de sites sont visitées à intervalles réguliers par le personnel d'entretien qui analyse les messages de fautes enregistrés dans la station. Ce pro- cédé est très peu pratique dans la mesure o les fautes ne sont pas connues avant les visites de sorte qu'il est impossible de réparer immédiatement en l'absence du matériel nécessaire; de plus, il est coûteux. L'object de la présente invention est de proposer une solution permettant de signaler les pannes de façon simple. Cet object est atteint par des moyens additionnels, le signal rayonné par la station terrestre par des messages de fautes et/ou d'état. Ces messages sont présentés comme de la parole ou des signaux codés qui peuvent être transmis à intervalles réguliers. Avec la nouvelle formule, les fautes et les états peuvent être signalés de façon simple même si le centre d'entretien le plus proche est très éloigné. Lorsque les messages de pannes étaient trans- mis par des lignes téléphoniques ou des voies hertzienne, il n'est plus indispensable de prévoir des équipements unique- ment pour assurer ce service. Les signaux émis par la station terrestre sont également utilisés par transmettre les messages, c'est-à-dire qu'il n'est pas nécessaire de prévoir d'émetteur supplémentaire. Ceci est très Impor- tant notamment si la source d'énergie de la station est un système de photopiles, car l'énergie électrique est alors très limitée. Si la station terrestre NDB ou VOR (DVOR) est proche d'une station terrestre ne possédant pas de voie de parole, la sta- tion munie d'une voie de parole peut également transmettre les messages de fautes des autres stations terrestres car il est tout à fait possible de transmettre un message depuis la station terrestre sans voie de parole jusqu'à la station terrestre possédant un voie de parole. Les différents objets et caractéristiques de l'invention se- ront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent: - la figure 1, le diagramme par blocs d'une station terres- tre VOR classique, - la figure 2, le diagramme par blocs de la partie de la station terrestre VOR conforme à l'invention et nécessaire à sa cor- préhension. A titre d'exemple, une station terrestre VOR a été choisie pour les besoins de la description ci-après. Pour une meilleure com- préhension de l'invention, la station terrestre VOR elassique sera d'abord décrite à l'aide de la figure 1. L'émetteur S de la station terrestre VOR se compose d'un maître oscillateur 8, d'un émetteur d'onde porteuse 7 et d'un gonio- mètre électronique 9. Un modulateur 6 fournit une tension U(mod) per- mettant de moduler l'émetteur d'onde porteuse 7. La parole, le signal d'ide tification et l'onde sous-porteuse de 9 960 Hz modulée en fréquence par le signal de référence de 30 Hz sont combinés et additionnés pour for- mer le signal de modulation U(mod). Un interrupteur général 5 est actionné par une logique de commande 4. Le modulateur 6 est relié à une alimentation 2 par cet interrupteur. L'alimentation de secours est assurée par une batterie 1 dont la tension est appliquée à la lo- gique de commande 4 et à l'interrupteur général 5. Les signaux engen- drés par l'émetteur S sont transmis à un système d'antennes 10. Ce système comporte un antenne à faisceaux rotatif et une antenne omnidirec- tionnelle. L'antenne à faisceau rotatif est alimentée par le goniomètre 9 2556 1 03 et émet un diagramme en 8 rotatif, tandis que l'antenne omnidirectionnele est alimentée par l'émetteur d'onde porteuse 7. L'information de parole est donc émise par l'intermédiaire d'un rayonnement omnidirectionnel. Un dipSle placé dans le champ d'émission reçoit le signal émis par la station terrestre VOR et le transmet à un moniteur 3. Ce- lui-ci détermine notamment si la signal de navigation VOR émis possè- de les paramètres prescrits et surveille le fonctionnement de l'émet- teur. Si le signal VOR émis ne répond pas aux exigences O.A.C.I., la logique de commande coupe la station terrestre VOR ou, si la sta- tion terrestre VOR est une installation possédant deux émetteurs elle procèdera à une commutation sur l'émetteur de réserve. Outre les erreurs provoquant l'arrêt ou la commutation immédiats de l'installation, tout écart des autres variables contrS- lées par rapport aux valeurs prescrites est détecté et mémorisé. Dans les stations VOR traditionnelles, ces informations mémorisées sont transmises au centre d'entretien à intervalles réguliers par des li- gnes téléphonique et par radio, comme indiqué dans l'introduction ci- dessus. La station terrestre conforme à l'invention fonctionne com- me décrit ci-après. Outre les paramètres du champ d'émission, l'état général de la station terrestre fait l'objet d'une surveillance. Il s'agit de contrôler le bon état des génératrices électriques, la température dans la station et les éventuelles effractions. Pour chacune des fonctions contrôlées, un signal de sortie (c'est-à-dire un signal dont le ni- veau dépend du résultat du contr8le) est délivré. Les informations concernant des événements ou des défaillances ne se produisant que pendant un délai réduit ou une seule fois (forte et brève élévation de la température, effraction) sont mémorisées. Un dispositif compare les valeurs effectives aux valeurs prescrites selon des intervalles réguliers (ex. entre 2 et 120 minutes) ou après l'apparition d'événe- ments particuliers, et il enregistre les messages d'alarme ou tout autre écart par rapport aux conditions prescrites. Ces informations peuvent être converties en signaux de pa- role par des moyens électroniques, ces signaux de parole servant à moduler l'émetteur. Les informations ainsi émises peuvent être re- çues et reproduites par des équipements V0R aéroportés commerciale- ment disponibles.Le pilote qui reçoit le message transmet les informa- tions au centre d'entretien le plus proche. Un avion peut également survoler les stations terrestres à intervalles réguliers sur ordre du centre d'entretien pour capter les messages. Les messages sont transmis sous forme codée et le pilote peut les recevoir en clair. Un dispositif permet de choisir les mots de code dans une mémoire en fonction des informations à transmettre. Voici quelques exemples de mots de code et de leurs signifi- cations: alfa 6: émetteur de réserve hors service alfa 5: émetteur principal hors service bravo 1: moniteur azimutal 1 signale défaillance bravo 2: moniteur 30 Hz 1 signale défaillance charly 1: effraction sur station terrestre delta 4: niveau de carburant trop bas etc. Si le pilote reçoit le message "contr8le V-O-R, alfa cinq, charly un, delta quatre" et s'il transmet ces informations au centre d'entretien, il est alors possible de déterminer la nature des pannes qui se sont produites. Si la station terrestre VOR fonctionne norma- - lement, le message "contr8le V-O-R effectué" sera transmis. Si, à la suite d'une faute, la station terrestre ne fonc- tionne plus, la faute est détectée et enregistrée. Après une défail- lance de l'installation, seuls les messages vocaux sont transmis d'une manière connue en soi. A cet effet, les étages terminaux de l'émetteur principal et de l'émetteur de réserve sont alternativement mis en cir- cuit par le dispositif de contr6le selon des intervalles réguliers et pendants des durées brèves et le dernier état enregistré dans l'instal- lation lorsquxelle était en fonctionnement est transmis. Pendant les courtes périodes de mise en circuit, il convient de s'assurer que le signal émis est inutilisable car l'installation a subit une défail- lance qui peut être à l'origine d'erreurs de navigation si le signal de navigation émis est analysé. Le signal de navigation émis devient inutilisable lorsque le signal de référence est coupé. Un mode de réalisation de la station terrestre conforme à l'invention sera maintenant décrit à l'aide de la figure 2. Par rapport à la station terrestre VOR décrite en référence à la figure 1, l'interrupteur général 5, le modulateur 6, la logique de commande 4, le moniteur 3 et la batterie 1 sont repris sur la fi- gure 2. Un dispositif 30 chargé de surveiller les différentes condi- tions d'exploitation et de produirele signal contenant les messages de fautes et d'état est relié au moniteur 3, à la logique de commande 4 et au modulateur 6. Si l'émetteur est mis en circuit pour ne trans- mettre que des signaux, il convient de s'assurer que le signal émis est inutilisable comme indiqué ci-dessus. Ceci est effectué en cou- pant le signal de référence, comme indiqué ci-dessus. Dans la station terrestre conforme à l'invention, le signal de référence est superpo- sé à d'autres signaux qui seront expliqués ultérieurement. Il convient donc de s'assurer, si l'installation est défaillante, que le signal de référence n'est pas superposé auxdits autres signaux. Pour ce fai- re, on interrompt le transfert du signal de référence au moyen d'un interrupteur 28 pendant le temps o les émetteurs sont actionnés par le dispositif 30 par l'intermédiaire de la logique de commande 4 pour transmettre les messages d'état et de fautes,c'est-à-dire pendant que l'installation fonctionne en mode de secours. Dansla station terrestre conforme à l'invention, les signaux suivants sont envoyés au dispositif 30 (la sélection ci-après est ar- bitraire): - les signaux de sortie du moniteur 3, noté Si à la figure 2, un signal S2 indkpquant la température de l'émetteur à courant porteur 7, - un signal S3 indiquant l'état de la batterie 1, - un signal S4 indiquant l'état d'une génératrice 24 servant de source de courant pour la station terrestre, - un signal S5 indiquant le niveau du carburant restant dans le réservoir de la génératrice 24, et - un signal Sn fourni par un dispositif 26 et indiquant si la station terrestre a fait l'objet d'une effraction. Dans le dispositif 30, les signaux S1 à Sn sont appliqués à une interface 23. S'il s'avère nécessaire de surveiller d'autres é- tats, ladite interface recevra les signaux complémentaires correspondants. C'est,par exemple,le cas si la station terrestre VOR est implantée au voisinage d'autres installations de navigation coe DME et NDB qui ne possèdent pas de canal de conversation mais dont les états doivent faire l'objet d'une surveillance. L'interface con- vertit le niveau des signaux qui lui sont fournis en niveaux aptes à un traitement ultérieur dans le dispositif 30. De plus, elle assu- re une isolation électrique entre les capteurs individuels et les autres systèmes que renferme le dispositif 30 et convertit les si- gnaux d'entrée,appliqués en forme parallèle, en paquets de données en série à l'aide d'un multiplexeur. Ces paquets de données en série sont dirigés vers un ordinateur et une mémoire 22. La mémoire ren- ferme les valeurs prescrites des signaux à contr81er. L'ordinateur échantillonne les signaux d'entrée en des intervalles de temps r1qu- liers et compare leurs valeurs avec les valeurs prescrites. Lors de l'apparition d'un événement particulier, tel que l'arr t d'un émetteur, le moment d'échantillonnage peut être réglé en fonction de l'apparition de cet événement particulier. Selon le résultat de la comparaison, l'ordinateur fournit des signaux qui identifient la fau- te constatée ou indiquent que l'installation fonctionne correctement. Ces signaux sont dirigés vers un circuit de traitement de parole 21 renfermant un système de traitement de parole de commercialement dis- ponible. Un vocabulaire de 255 mots est mémorisé dans ce système. En fonction du signal d'entrée, un mot déterminé est choisi dans la mémoire. La vitesse et la hauteur tonale de la parole sont conformes aux exigences de réception à l'intérieur de l'avion. Pour éviter que les signaux de navigation ne soient influencés par les signaux de parole, il est prévu un compresseur de parole qui limite la gamme de puissancessonores des signaux de parole produits dans le circuit de traitement de parole. Les signaux de sortie du circuit de traitement de parole sont appliqués à un additionneur 20. Celui-ci reçoit éga- lement l'identification, le signal de référence et le signal de sor- tie d'un microphone (voie de parole). Par l'intermédiaire de la voie de parole, l'additionneur reçoit des signaux renfermant des indications atmosphériques par exemple. L'additionneur ajoute les signaux qui lui sont envoyés et fournit finalement un signal qui est le signal de modulation destiné au modulateur 6. La surmodulation est évitée grâce à un circuit approprié. Si un signal de sortie du moniteur indique que la station terrestre est défaillante, la commutation en mode de secours est ef- fectuée. Dans ce mode, l'état qui a été à l'origine de la défaillan- ce de la station terrestre est mémorisé. Tous les autres messages sont alors transmis au dispositif 30, échantillonné, comparés puis traités comme indiqué ci-dessus. Il est bien évident que les descriptions qui précèdent ont été données qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Station terrestre d'un système de navigation comportant un dispositif (3) chargé de détecter les fautes dans ladite station terrestre, caractérisée en ce qu'il est prévu un dispositif supplé- mentaire (30) permettant de moduler le signal qui doit être émis par la station terrestre par un message de faute et/ou dès messages d'états. 2. Station terrestre conforme à la revendication 1, caracté- risée en ce que le message est modulé sous forme de parole sur le si- gnal devant être émis. 3. Station terrestre conforme à la revendication 1, caracté- risé en ce que le message est modulé sous forme codée sur le signal devant être. émis. 4. Station terrestre conforme à l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les messages sont transmis à in- tervalles réguliers.