Brevet FR2582390A1 — publié le 19861128

La présente invention concerne de façon générale des sys- tèmes de navigation, et plus particulièrement des systèmes pour déterminer le point de navigation le plus proche de l'avion, par exemple un aéroport ou une station de navigation au sol à faisceau omnidirectionnel à très haute fréquence (VOR). Il est souhaitable de pouvoir déterminer la position re- lative entre un avion et le point de navigation le plus proche tel qu'une station VOR ou un aéroport de sorte que la fréquence VOR appropriée puisse être accordée et que l'aéroport le plus proche puisse être connu en cas d'urgence. La détermination du point de navigation le plus proche peut être effectuée ou bien manuellement par utilisation de tableaux de navigation ou bien automatiquement en envoyant la position de l'avion à un ordinateur dans lequel sont mémorisés l'emplacement et d'autres informations relatives à chaque point de navigation. Alors que ces systèmes fournissent une façon de trouver le point de navigation le plus proche, l'utilisa- tion de tableaux de navigation nécessite que des tableaux de gran- des dimensions et encombrants couvrant la surface sur laquelle l'avion vole soient prévus et nécessite un navigateur expérimenté pour effectuer des estimations quant au point de navigation le plus proche. Dans les systèmes actuels à base d'ordinateurs, des données définissant chaque point de navigation dans le monde, par exemple environ 3600 VOR et 6000 aéroports, sont mémorisées dans une mémoire. L'information mémorisée relative à chaque point de navigation comprend un identificateur d'emplacement (tel que mot d'identification d'aéroport), des coordonnées de latitude et de longitude pour le point de navigation, la fréquence des transmis- sions à partir du point de navigation, l'élévation et d'autres don- nées associées. Typiquement, la liste est ordonnée alphabétique- ment par le mot identificateur d'emplacement, et, pour déterminer le point de navigation le plus proche de la position en cours, les coordonnées de chacun des 3600 VOR et 6000 aéroports sont compa- rées à la position actuelle de l'avion. En raison du nombre de comparaisons qui doivent être effectuées, un tel système ne fait pas une ut isat'* optimale de la capacité de calcul et du temps de calcul. La présente invention élimine une telle exigence de comparaison et lui substitue une approche à table de référence. En conséquence, un objet de la présente invention est de prévoir un système pour déterminer le point de navigation le plus proche qui pallie les nombreux inconvénients des systèmes de l'art antérieur. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un système qui détermine le point de navigation le plus proche en déterminant la zone géographique dans laquelle l'avion vole et en considérant seulement les points de navigation dans cette zone géo- graphique pour déterminer le point de navigation le plus proche. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un système qui détermine le point de navigation le plus proche d'un avion en divisant le monde en une matrice définissant une plu- ralité de zones géographiques, en déterminant un identificateur tel qu'un numéro de repère pour le point de navigation le plus pro- che de cette zone et en utilisant ce numéro de repère pour définir ce point de navigation particulier. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un système qui divise le monde en une pluralité de zones géographi- ques et mémorise dans une table de référence un identificateur tel qu'un numéro de repère correspondant au point de navigation le plus proche de cette zone géographique. La position de l'avion est utilisée pour adresser la table de référence pour déterminer le nu- méro de repère du point de navigation le plus proche et le numéro de repère ainsi retrouvé est utilisé comme adresse pour une secon- de table de référence qui fournit les informations nécessaires sur ce point de navigation. Ces objets ainsi que d'autres et des caractéristiques de la présente invention seront plus évidents à partir de la descrip- tion détaillée suivante faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est un schéma sous forme de blocs du systè- me selon l'invention; la figure 2 est un tableau illustrant la façon dont la terre est divisée en petites zones géographiques par le système selon l'invention; la figure 3 est un tableau illustrant la façon dont les données sont mémorisées dans le tableau de sphères d'influence de la figure 1; et la figure 4 est un tableau représentant la façon dont les données sont mémorisées dans la liste de VOR ou d'aéroports de la figure 1. En se référant maintenant aux figures et plus particu- lièrement à la figure 1, on peut v voir un schéma sous forme de blocs du système selon l'invention désigné de façon générale par la référence 10. Bien que le système selon l'invention soit repré- senté comme une série de blocs fonctionnels dans des buts de clarté, on notera que la mise en oeuvre réelle du système peut être autre que celle spécifiquement représentée en figure 1, divers modes de mise en oeuvre analogiques et numériques étant pos- sibles. Le système 10 utilise des signaux pour un système de navi- gation 12 qui peut comprendre un système de navigation à inertie, un récepteur de navigation par satellite, ou un système des types connus sous les appellations VLF/OMEGA, Loran C, VOR/DME ou DME/DME, ou peut faire partie d'un système de gestion de vol. Les informations de latitude et de longitude définissant la position de l'avion sont appliquées à un convertisseur GX/GY qui définit une zone carrée ou rectangulaire dans laquelle est situé l'avion. Dans le mode de réalisation représenté, les coordon- nées GX et GY définissent des zones d'un quart de degré de longi- tude et de latitude, respectivement, mais des zones plus grandes ou plus petites peuvent être définies. Les valeurs de latitude et de longitude sont converties en les coordonnées GX et GY par les équations suivantes: GX = (longitude + 1/8 ) / (1/4 ) GY = (latitude + 1/8 ) /(1/4 ) Pour obtenir les coordonnées GX et GY qui, dans le mode de réalisation décrit, définissent les centres de zones géographi- ques d'un quart de degré de latitude et de longitude, la longitude et la latitude sont insérées dans les équations ci-dessus pour générer un nombre qui comprend un entier et un composant fraction- nel. Le composant fractionnel est tronqué et l'entier définit la coordonnée GX ou GY appropriée. Les coordonnées GX ou GY ainsi obtenues sont appliquées à une liste de sphères d'influence 16 qui peut être une table de référence qui contient un identificateur tel qu'un numéro de repè- re qui définit le point de navigation le plus proche de cette zo- ne. La liste de sphères d'influence peut contenir une liste uni- que qui fournit les numéros de repère des VOR et des aéroports ou peut contenir deux listes séparées, l'une contenant les numéros de repère des aéroports les plus proches et l'autre contenant les nu- méros de repère des VOR les plus proches telles que les listes 16a et 16b, respectivement. Les numéros de repère adressés par les coordonnées GX et GY sont appliqués à une liste VOR/aéroports 18 qui contient des informations particulières sur chaque point de navigation. Comme dans le cas de la liste de sphères d'influence 16, la liste VOR/aéroports peut être une liste unique contenant des informations à la fois sur les aéroports et les VOR ou peut contenir deux listes séparées, l'une contenant des informations sur les aéroports, et l'autre des informations sur les VOR. Les nu- méros de repères adressent l'emplacement contenant l'information sur le point de navigation le plus proche et amènent la liste VOR/aéroports à fournir des informations telles que le mot d'iden- tification d'emplacement du point de navigation, sa latitude et sa longitude, sa fréquence de fonctionnement et d'autres informa- tions, telles que, par exemple, si le point de navigation est un VOR ou un aéroport, son élévation et d'autres informations si on le souhaite. Si on le souhaite, il peut être précisé, par exemple, par le système de navigation 12 si le VOR ou l'aéroport le plus proche est souhaité. Dans un tel cas, la liste d'aéroports 16a ou la liste de VOR 16b appropriée est adressée et le numéro de repère de l'aéroport ou du VOR le plus proche, selon le cas, est retrouvé à partir de la liste de sphères d'influence 16. Ce numéro de repè- re est alors appliqué à la liste appropriée dans la liste VOR/aéro- ports de sorte que l'information définissant le VOR ou l'aéroport le plus proche, selon le cas, est fournie. Cette information est appliquée à un affichage 20 qui peut être un tube à rayons catho- diques ou tout autre dispositif d'utilisation, tel que, par exem- ple, un dispositif qui accorde automatiquement le récepteur de navigation VOR sur le VOR ou l'aéroport le plus proche. Les informations en provenance de la liste VOR/aéroports peuvent également être appliquées au système de navigation 12, en particulier si le système de navigation 12 est un système à logi- ciel du type qui détermine la meilleure route entre deux points. Par exemple, la meilleure route entre deux points est généralement une route selon un grand cercle pour minimiser la distance entre les deux points; toutefois, une route selon un grand cercle n'est pas toujours la meilleure route en ce qui concerne le contrôle du trafic aérien, et une route passant au-dessus des VOR entre les deux points peut être préférable du point de vue du contrôle du trafic aérien. Ainsi, pour optimiser le trajet entre les deux points, le système de navigation 12 peut être programmé pour voler selon une route suivant un grand cercle et, pendant le vol, la route suivant un grand cercle peut être modifiée par des informa- tions en provenance de la liste VOR/aéroports de sorte que l'avion vole au-dessus du VOR le plus proche de la route suivant un grand cercle. Ainsi, le système de navigation 12, en combinaison avec le système selon l'invention, détermine la meilleure route pour le système de planification de vol, le système de sphères d'influence selon l'invention étant utilisé pour déterminer les VOR ou les aéroports les plus proches d'une route optimisée ou d'une route selon un grand cercle. La figure 2 représente une zone géographique comprenant une pluralité de points de navigation dont chacun porte un numéro de repère. Les points de navigation peuvent être des VOR, comme cela est représenté en figure 2, ou peuvent être des aéroports qui peu- vent être mémorisés dans une liste unique contenant les VOR et les aéroports ou dans une liste séparée. Les coordonnées GX et GY défi- nissent le centre de chaque zone et une matrice définissant les zones est superposée aux emplacements des VOR et des aéroports. Alors qu'un système définissant des zones d'un quart de degré de latitude et d'un quart de degré de longitude, comme dans le mode de réalisation représenté, présenterait des valeurs de GX et de GY allant de 1 à 1440 (360 X 4), en figure 2, seulement 19 valeurs de GX et de GY ont été représentées dans des buts de clarté. Chaque point de navigation, tel qu'un VOR ou un aéroport exerce une sphère d'influence sur les zones les plus proches de celle à laquelle il est situé et le numéro de repère du VOR ou de l'aéroport le plus proche de chaque zone de la matrice, tel que défini par les coordonnées GX et GY, est mémorisé dans la liste 16 de sphères d'influence comme cela est représenté en figure 3. Par exemple, le point de navigation le plus proche de la zone définie par les coordonnées GX, GY 1,1 est le point 2 car il est situé dans la zone définie par les coordonnées 1,1. De même, le point portant le numéro repère 2 est l'aéroport le plus proche des zones définies par les coordonnées 1,2 et 2,1 car ces zones sont situées de façon immédiatement adjacente à la zone définie par les coor- données 1,2. Le point 6 est situé entre les zones définies par les coordonnées 2,2 et 2,3, et ainsi il est le point de navigation le plus proche pour les zones de coordonnées 1,3, 2,2 et 2,3. Ainsi,la liste de sphères d'influence contient le numéro repère du Doint de naviga- tion le plus proche de chaque zone (VOR ou aéroport), et en utili- sant les informations de latitude et de longitude en provenance du système de navigation 12, en les convertissant en coordonnées GX et GY et en utilisant les coordonnées GX et GY pour adresser la liste 16 de sphères d'influence, le numéro repère du VOR ou de l'aéroport le plus proche est facilement obtenu. Le numéro repère de la liste de sphères d'influence 16 est utilisé pour adresser la liste 18 VOR/aéroports qui peut être une liste unique combinée ou des listes séparées VOR et aéroports qui contiennent chacune des informations spécifiques sur les VOR ou les aéroports. Les infor- mations ayant trait aux divers VOR et aéroports sont mémorisées dans la liste VOR/aéroports de la façon représentée en figure 4. Par exemple, les divers VOR/aéroports peuvent être listés par ordre alphabétique dans une ou deux listes selon leur identifica- teur d'emplacement et des numéros de repère séquentiels donnés selon leur ordre alphabétique. La latitude et la longitude, la fréquence de fonctionnement, et touteautre information souhaitée pour définir chaque point de navigation sont mémorisées dans la liste VOR/aéroports. Ensuite, quand on a eu accès à la liste VOR/aéroports grâce au numéro repère, les informations appropriées pour ce numéro repère particulier sont obtenues et appliquées au système de navigation 12. Les informations peuvent alors être affichées, par exemple sur l'affichage 20 pour l'information du pilote. De façon évidente, de nombreuses modifications et varian- tes de la présente invention sont possibles à la lumière des en- seignements ci-dessus. Ainsi, on notera que la présente invention peut être mise en oeuvre autrement que cela a été spécifique- ment décrit ci-dessus. REVENDICATIONS 1. Système pour déterminer automatiquement le point de navigation le plus proche d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen (16) définissant une matrice de zones géographi- ques, chaque zone géographique étant associée à un identificateur identifiant le point de navigation le plus proche de cette zone, ce moyen de définition de matrice agissant en réponse à des signaux représentatifs de la position géographique du véhicule pour retrouver l'identificateur associé à la zone géographique dans laquelle le véhicule est situé; et un moyen (18) dans lequel sont mémorisées des données dé- finissant des paramètres prédéterminés d'une pluralité de points de navigation, chacun de ces points de navigation étant identifié par l'un des identificateurs, le moyen de mémorisation agissant en réponse aux identificateurs reçus à partir du moyen de définition de matrice pour retrouver les paramètres du point de navigation identifié par un identificateur particulier. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de mémorisation de paramètres prédéterminés comprend des moyens de mémorisation des emplacements des points de naviga- tion. 3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de mémorisation de paramètres comprend des moyens pour mémoriser des indications identifiant chacun des points de navigation. 4. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de mémorisation de paramètres comprend des moyens définissant les fréquences de fonctionnement des points de navigation. 5. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de définition de matrice comprend une table de référence. 6. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de mémorisation de paramètres comprend une table de référence. 7. Système pour déterminer automatiquement le point de navigation le plus proche d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens agissant en réponse à des signaux représenta- tifs de la position géographique du véhicule pour définir une zone dans laquelle le véhicule est situé; un moyen (16) définissant une matrice de zones géo- graphiques,associées chacune à un identificateur identifiant le point de navigation le plus proche, ce moyen de définition de matrice agissant en réponse aux moyens de définition de zone pour fournir l'identificateur associé à la zone géogra- phique dans laquelle de véhicule se trouve; un moyen (18) dans lequel sont mémorisées des données définissant les paramètres prédéterminés d'une pluralité de points de navigation, chacun de ces points de navigation étant identifié par l'un des identificateurs, les moyens de mémorisation agissant en réponse aux identificateurs reçus à partir du moyen de définition de matrice pour retrouver les paramètres des points de navigation identifiés par un identificateur particulier. 8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit moyen de mémorisation de paramètres prédéterminés comprend un moyen de mémorisation des emplacements des points de navigation. 9. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen de mémorisation de paramètres comprend un moyen pour mémoriser des indications identifiant chacun des points de navigation. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen de mémorisation de paramètres comprend un moyen définissant les fréquences de fonctionnement des points de navigation. 11. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen de définition de matrice comprend une table de référence. 12. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen de mémorisation de paramètres comprend une table de référence.