Brevet FR2681142A1 — publié le 19930312

PROCEDE ET MOYEN POUR FAVORISER UNE SELECTION DE TACHES DANS UN RADAR EN VUE DE SA COMMANDE OPTIMISEE La présente invention concerne l'assignation de tâches à un radar pour les systèmes radar à portée au-delà de l'horizon Toutefois, il est envisagé que l'invention puisse être appliquée à d'autres systèmes basés sur des hautes fréquences radioélectriques. Les systèmes radar à portée au-delà de l'horizon et autres systèmes basés sur les hautes fréquences radioélectriques utilisent une propagation ionosphérique. Une propagation ionosphérique permet aux ondes radio de se propager sur de grandes distances Contrairement aux systèmes utilisant des hyperfréquences, il n'est pas nécessaire qu'un émetteur et un récepteur se trouvent dans une ligne de visée La propagation ionosphérique, bien que permettant certaines fois une propagation de signaux radioélectriques sur de très longues distances, ne permet certaines autres fois qu'une propagation des ondes radioélectriques sur des distances beaucoup plus courtes. Ce phénomène est bien connu C'est pourquoi il peut arriver qu'une tâche particulière demandée à un radar dont la portée va au-delà de l'horizon ou à un autre système basé sur des hautes fréquences radioélectriques puisse ou ne puisse pas être effectuée avec succès à un moment particulier Il est donc souhaitable de connaître la probabilité de succès pour mener à bien une tâche requise avant de tenter d'effectuer cette tâche C'est à ce problème que s'attaque la présente invention. Les problèmes auxquels se rapporte la présente invention ne sont soulevés par des causes pouvant être déterminées exactement Bien que l'on puisse estimer les caractéristiques physiques, telles que la hauteur des couches E et F, d'autres paramètres ne peuvent pas être mesurés ou ne peuvent pas être déterminés En outre, certaines prévisions relatives à la propagation réussie des ondes radio par l'intermédiaire de l'ionosphère dépendent d'un grand nombre de variables et exigent d'effectuer des calculs compliqués pour obtenir un résultat déterminant Il est possible d'établir de façon approximative de telles prévisions par un raisonnement heuristique Pour être utile en tant qu'outil de programmation de tâche, il est indispensable que la prévision soit effectuée instantanément, c'est-à-dire en temps réel. Dans l'utilisation d'un système radar à portée au- delà de l'horizon en tant qu'exemple, on fait fonctionner de tels systèmes en général pour exécuter des tâches spécifiquement demandées au moment même o la tâche est demandée Ceci revient à dire que les tâches ne sont pas toujours exécutées dans les conditions ionosphériques qui conviennent pour mener à bien ces tâches En outre, un changement d'une tâche à l'autre exige de modifier les paramètres du système radar Ces paramètres peuvent dépendre du type de tâche demandé et des caractéristiques du moment de l'ionosphère Un changement de tâche peut donc être une procédure compliquée et difficile exigeant un entraînement poussé et une commande intuitive du système radar Ces problèmes contribuent à rendre cette manière connue de commande des systèmes radar moins efficace que ce que l'on désire. Les procédés connus de commande d'un système radar à portée au-delà de l'horizon exigent généralement que les opérateurs aient de grandes connaissances dans une large gamme de disciplines Ces connaissances viennent en plus des aptitudes requises pour reconnaître des échos radar. L'entraînement de tels opérateurs demande beaucoup de temps et nécessite souvent qu'une équipe soit affectée au fonctionnement du radar. Dans le cas des systèmes radar à portée au-delà de l'horizon, la présente invention a pour objet de réduire le nombre d'opérateurs et le degré d'aptitude requis pour utiliser un système radar en procurant des moyens qui déterminent automatiquement les paramètres de fonctionnement du système radar En outre, ces moyens contribuent à la programmation des tâches en donnant un aperçu des chances de mener à bien une tâche demandée Les paramètres mesurables nécessaires pour ces moyens sont généralement disponibles pour les systèmes radar de ce type. La présente invention a pour objet de procurer un moyen pour prédire les chances de succès de l'exécution d'une tâche en se basant sur des paramètres mesurés et sur un raisonnement heuristique Un tel moyen peut fonctionner en temps réel et fournit sur le fonctionnement du système des réglages qui ont le plus de chance de permettre de mener à bien une tâche demandée. On peut considérer que l'invention réside dans un procédé favorisant une sélection de tâches radar à partir d'une liste de tâches et dans l'utilisation d'un moyen radar, ce procédé comprenant les étapes consistant à prévoir l'achèvement réussi de chacune desdites tâches radar en se basant sur les conditions ionosphériques, les exigences des tâches et un raisonnement heuristique, à classer lesdites tâches dans un ordre de bonne probabilité d'exécution et à faire en sorte que les paramètres de fonctionnement du moyen radar précité soient fixés de manière à constituer les paramètres associés aux tâches ayant la plus grande probabilité d'exécution réussie, le procédé étant mis en oeuvre à l'aide de moyens de calcul. De préférence, une série de tâches sont assignées et placées dans un ordre de chance de réussite d'exécution. Si la probabilité de réussite d'exécution n'est pas favorable, la tâche peut être reportée à un moment ultérieur plus opportun Dans le cas de l'attribution de tâches radar, on peut rendre prioritaire une liste de tâches de routine dans un ordre de chance de réussite d'exécution et comparer cette liste avec une liste de tâches demandées Les tâches demandées dont il n'est pas exigé qu'elles soient exécutées immédiatement ou qui ont peu de chance de réussite d'exécution peuvent être retardées jusqu'à ce qu'elles aient une meilleure chance de réussite d'exécution Quand la tâche est sélectionnée, les paramètres de fonctionnement nécessaires pour le radar, comme par exemple la fréquence porteuse et la fréquence de récurrence de la forme d'onde, peuvent être fixées d'une façon automatique. On peut utiliser le procédé pour connaître sur demande les chances de réussite d'exécution de toutes tâches Par exemple, si un opérateur radar souhaite détecter des cibles à l'intérieur d'une certaine zone, alors le procédé utilise les conditions qui prévalent à ce moment ainsi que des informations heuristiques pour établir les chances de réussite d'exécution de cette tâche. Un moyen de calcul est utilisé pour établir les chances de réussite d'exécution de toutes tâches et un moyen d'affichage visuel peut afficher le résultat Un tel moyen de calcul recevrait comme information d'entrée les conditions du moment qui règnent dans l'ionosphère Ces conditions peuvent être le résultat de sondages effectués pour connaître les hauteurs des couches ionosphériques E et F Le moyen de calcul fournit une évaluation des chances de réussite d'exécution d'une tâche basée sur des règles heuristiques et les conditions prévalentes mesurées Cette évaluation est ensuite affichée sur un écran avec la tâche associée La tâche peut être l'une d'un certain nombre de tâches qui sont classées par ordre de priorité de plus grandes chances de réussite d'exécution Les tâches et l'ordre de priorité sont remis à jour périodiquement. De préférence, le moyen de calcul détermine les paramètres de fonctionnement appropriés pour que le moyen radar commande le radar de manière qu'il fonctionne selon ces paramètres Grâce à la présente invention, un système radar ou un système basé sur des hautes fréquences radioélectriques peut fonctionner indépendamment d'une commande extérieure que celle normalement effectuée par un opérateur qualifié. De préférence, un moyen de mémorisation est prévu qui contient une liste de tâches de routine Les tâches de routine radar sont achevées automatiquement à moins d'être outrepassées Ces tâches de routine sont commencées lorsqu'il existe une bonne probabilité que la tâche soit exécutée avec succès comme établie par le moyen de calcul. Les paramètres radar sont établis automatiquement selon le besoin d'exécuter une tâche particulière. On peut s'attendre, par exemple, à ce qu'un radar, lorsqu'il n'exécute pas les tâches demandées spécifiquement, puisse exécuter des tâches de routine automatiquement On peut ainsi utiliser un radar de façon plus efficace que lorsque le radar ne fonctionne que pour effectuer des tâches spécifiques demandées. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le procédé de commande d'un radar à portée au-delà de l'horizon comprend les étapes selon lesquelles un opérateur spécifie à un moyen de commande de radar un certain nombre de tâches dont l'exécution à été demandée par un utilisateur extérieur, ce moyen de commande de radar déterminant des paramètres destinés au fonctionnement du radar pour achever lesdites tâches et déterminer un plan d'exécution de ces tâches en vue d'une exécution réussie prévue. De préférence, le moyen de commande de radar comprend un ou plusieurs moyens de calcul adaptés pour effectuer les étapes comprenant: une analyse des conditions ionosphériques du moment; une répartition des tâches demandées par un utilisateur extérieur en vue d'une probabilité de réussite d'exécution; une répartition des tâches de routine internes en vue d'une probabilité de réussite d'exécution; la génération d'une liste de tâches ayant des chances d'être exécutées avec succès compte tenu des conditions ionosphériques du moment; la détermination des paramètres de fonctionnement ou commande optimaux du radar de manière à exécuter avec succès une tâche de la liste de tâches; la commande du radar par utilisation des paramètres de fonctionnement optimaux de manière à exécuter avec succès la tâche; et la présentation des résultats de la tâche à l'opérateur. De préférence, les tâches de routine sont maintenues dans un moyen de mémorisation et analysées périodiquement en vue de la probabilité de réussite d'exécution En l'absence d'une tâche demandée par un utilisateur extérieur et de priorité plus élevée, une tâche de routine interne est effectuée de manière à maximiser l'utilisation du radar. De préférence, l'étape consistant à déterminer des paramètres de commande optimaux est effectuée à l'aide d'un moyen de calcul programmé avec des règles heuristiques et recevant comme informations d'entrée les conditions ionosphériques prévalentes et les exigences des tâches. Dans une autre forme de réalisation encore, l'invention peut être considérée comme résident dans un moyen de commande de radar consistant en un moyen de traitement de sélection de tâches, un moyen de gestion de fréquences, un moyen de programmation de tâches et un moyen de répartition des tâches, moyen de commande de radar dans lequel: le moyen de traitement de sélection des tâches est adapté pour engendrer une liste de tâches du moment à partir des tâches demandées par un utilisateur extérieur ainsi que les tâches de routine; le moyen de traitement de gestion de fréquence est adapté pour fournir un avis sur les paramètres optimaux de commande de radar relatifs à chaque tâche; le moyen de traitement de programmation de tâches est adapté pour engendrer un programme de tâches et des paramètres au radar devant être appliqués à un radar; et le moyen de traitement de répartition de tâches est adapté pour comparer l'exécution réelle d'une tâche avec l'exécution prévue de la tâche et pour assurer une rétroaction vers le moyen de traitement de sélection de tâches pour remettre à jour la liste de tâches du moment. On va maintenant décrire un mode de réalisation préféré de la présente invention en se référant à la figure 1 unique du dessin annexé qui représente schématiquement un moyen de traitement selon l'invention. Le mode de réalisation décrit ci-après se rapporte à un système radar à portée au-delà de l'horizon et fonctionnant à des fréquences radioélectriques de la bande haute fréquence bien que l'on comprendra que d'autres systèmes à haute fréquence radioélectrique peuvent utiliser l'invention dans d'autres modes de réalisation spécifiques. Ce mode de réalisation est décrit à titre purement illustratif et non limitatif. On comprendra que les performances finales obtenues à l'aide d'un système compliqué tel qu'un radar à portée au-delà de l'horizon dépend énormément du niveau d'habileté et de l'expérience de l'opérateur Si chaque opérateur était un expert en la matière, la qualité des missions de surveillance se trouverait considérablement accrue Du fait qu'une telle situation n'est généralement pas possible, le bénéfice du savoir d'un expert est incorporé dans un système destiné à commander automatiquement le radar. La figure 1 est un schéma de principe comprenant un certain nombre de blocs de traitement mutuellement liés et dont chacun est constitué d'un certain nombre de modules et de flux de données On va décrire ci-après chaque rubrique de l'organigramme. ( 1) Traitement de sélection de tâches: le traitement de sélection de tâches consiste en un module de sélection de paramètres de tâches et un module d'interface Radcon Le module d'interface Radcon gère l'interface d'opérateur et commande la majeure partie du fonctionnement du reste du système Il reçoit les demandes de tâches à partir d'agences extérieures et on effectue une compilation pour les introduire dans la liste de nouvelles tâches. il La liste de tâches de routine internes est une liste de tâches en attente d'exécution sur une base répétitive habituelle Le module d'interface Radcon introduit périodiquement ces tâches dans la liste de nouvelles tâches La liste de nouvelles tâches est une liste des tâches reçue d'agences demanderesses ainsi que des tâches de routine internes devant être prises en considération pour être incluses dans la liste de tâches du moment ou en cours. Le module de sélection de paramètres de tâches accepte les données en provenance de la liste de nouvelles tâches et produit une configuration radar optimale pour chaque tâche de manière à maximiser les performances globales du radar plutôt que d'optimiser chaque tâche séparément Le module communique avec le module d'avis FMS pour déterminer la configuration optimale de radar et pour calculer les indices de performance prévus qui sont fournis à l'interface Radcon avec la liste de tâches L'interface Radcon engendre ou modifie une liste de tâches courantes basées sur les indices de performance, les priorités et les algorithmes de décision basés sur des règles. La liste de tâches de routine internes contient une liste d'environ 20 tâches génériques qui seront exécutées en l'absence de tâches de priorité plus élevée Ces tâches comprennent des tâches d'étalonnage ainsi que des tâches de priorité inférieure dans "une zone d'intérêt", comme par exemple la surveillance générale d'un littoral Chaque tâche de routine interne sera caractérisée par: le type de mission prédéfini, le type de cible prédéfini, la distance prédéfinie, la profondeur de distance prédéfinie (appelée range depth dans la technique anglo-saxonne), la distance d'azimut prédéfinie (appelée azimuth range dans la technique anglo-saxonne), un temps de réexamen prédéfini, une priorité Chaque tâche demandée par un utilisateur extérieur présente les caractéristiques suivantes: le type de mission le type de cible la distance la profondeur de distance (appelée range depth dans la technique anglo-saxonne) la distance d'azimut (appelée azimuth range dans la technique anglo-saxonne) la priorité le temps de réexamen le temps de démarrage le temps d'achèvement préféré Il se peut que l'agence demanderesse n'ait pas de présomptions à priori à propos des conditions d'environnement, la configuration radar ou des paramètres de forme d'onde qui conviennent le mieux à la mission Du fait que les performances d'un radar dépendent des conditions de propagation qui prévalent, il n'existe aucune garantie qu'une mission demandée par une agence extérieure puisse être effectuée immédiatement De même, il est possible que le radar puisse effectuer de façon adéquate une mission qui n'a pas été demandée mais qui, si elle est portée à l'attention de l'agence de distribution de tâches, peut être considérée comme répondant à un besoin De ce fait, une combinaison des listes de tâche demandée de l'extérieur et de tâches de routine internes constituera le programme de distribution de tâches radar à tous moments donnés La combinaison choisie devient la liste de tâches du moment. ( 2) Traitement de gestion de fréquences: les conditions ionosphériques du moment sont surveillées d'une façon continue par un système de gestion de fréquences (FMS) et une base de données FMS est maintenue Le module d'avis FMS analyse les données FMS en réponse à des demandes de conseils de fréquences à partir du module de sélection de performance de tâches ou du module d'analyse de performance de tâches du moment Le module de conseils FMS utilise une approche algorithmique pour calculer les paramètres optimaux de fonctionnement du radar à un moment donné pour une configuration donnée de radar. ( 3) Traitement de programmeur de tâches: le traitement de programmeur de tâches consiste en un module de programmation qui programme des tâches pour le radar en se basant sur les tâches de priorité contenues dans la liste de tâches du moment et les contraintes fournies par l'interface Radcon Le programme déterminé par le programmeur est transmis aux sites de réception et d'émission du radar et est affiché sur un moyen d'affichage. ( 4) Traitement de distribution de tâches: le traitement de distribution surveille l'exécution des tâches et fournit une rétroaction pour remettre à jour les tâches Le module d'analyseur d'exécution de tâches du moment prend la liste de tâches du moment et calcule les indices d'exécution de tâches pour chaque tâche de la liste Il calcule à la fois les performances prévues par liaison d'interface avec le module de conseils FMS et l'exécution réelle par consultation des données se trouvant dans la base de données de performances radar du moment. Ces indications sont transmises au module de remise à jour de paramètres de tâches qui décide quelles sont les tâches dont il est nécessaire que le paramètre soit modifié pour améliorer les performances Le module de remise à jour de paramètres de tâches communique ces changements à l'interface Radcon pour fermer la boucle de rétroaction. En résumé, le flux de données pénétrant dans le système de traitement consiste en des demandes de tâches en provenance d'agences extérieures, dans des conditions ionosphériques et dans des opérations radar en cours Le flux de sortie de données est formé par des paramètres de fonctionnement du radar Toutes les décisions concernant le fonctionnement optimal du radar sont effectuées à l'intérieur du système. La structure modulaire de l'invention est étendue à une approche orientée vers un objet Les représentations orientées vers un objet sont uniques en ce que tous les objets communiquent les uns avec les autres par envoie et réception de messages Quand un objet reçoit un message, il consulte sa base de données ainsi que les règles pour décider quelle est l'action à prendre Les règles peuvent être mémorisées directement avec l'objet ou avec un objet de niveau supérieur dans la hiérarchie du réseau. L'invention peut être appliquée à des systèmes radar ou autres systèmes haute fréquence comportant une ou plusieurs stations Dans le cas d'un réseau radar, les radars peuvent être programmés en ce qui concerne les tâches grâce à l'utilisation de la présente invention. Il est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent y être apportées dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1 Procédé pour favoriser la sélection de tâches radar à partir d'une liste de tâches et l'utilisation d'un moyen radar, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant: à prévoir une exécution réussie de chacune des tâches radar en se basant sur les conditions ionosphériques, les exigences de la tâche et un raisonnement heuristique, à classer lesdites tâches dans un ordre de réussite d'exécution, et à faire en sorte que les paramètres de fonctionnement dudit moyen radar soient réglés sur des paramètres associés à ceux des tâches qui ont la plus grande chance de réussite d'exécution, le procédé étant effectué à l'aide de moyens de calcul. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liste des tâches comprend des tâches de routine internes et des tâches demandées par des utilisateurs extérieurs. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les tâches de routine internes sont exécutées en l'absence de tâches demandées par des utilisateurs extérieurs et ayant une chance élevée de réussite d'exécution. 4 Procédé de commande du fonctionnement d'un radar à portée au-delà de l'horizon, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes selon lesquelles un opérateur spéficie à un moyen de commande radar un certain nombre de tâches demandées par des utilisateurs extérieurs, ledit moyen de commande radar déterminant des paramètres pour commander le radar de manière à exécuter lesdites tâches et à déterminer un programme desdites tâches en vue d'une réussite d'exécution prévue. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de commande de radar comprend un ou plusieurs moyens de calcul adaptés pour effectuer les étapes suivantes: une analyse des conditions ionosphériques du moment; une répartition des tâches demandées par des utilisateurs extérieurs en vue d'une probabilité de réussite d'exécution; une répartition des tâches de routine internes en vue d'une probabilité de réussite d'exécution; une création d'une liste de tâches en cours qui est une liste de tâches ayant des chances d'être exécutées avec succès compte tenu des conditions ionosphériques du moment; une détermination des paramètres de fonctionnement optimaux du radar pour exécuter avec succès les tâches de la liste de tâches du moment; une commande du radar en utilisant les paramètres de fonctionnement optimaux pour exécuter avec succès les tâches; et une présentation des résultats des tâches à l'opérateur. 6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les tâches de routine internes sont maintenues dans une liste de tâches de routine internes se trouvant dans un moyen de mémorisation et analysées périodiquement en vue d'une probabilité de réussite d'exécution. 7 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'étape de détermination de paramètres de fonctionnement optimaux est effectuée à l'aide d'un moyen de calcul programmé avec des règles heuristiques et comportant comme informations d'entrée les conditions ionosphériques qui prévalent ainsi que les exigences des tâches. 8 Moyen de commande de radar consistant en un moyen de traitement de sélection de tâches, un moyen de traitement de gestion de fréquences, un moyen de traitement de programmation de tâches et un moyen de traitement de répartition de tâches, caractérisé en ce que: le moyen de traitement de sélection de tâches est adapté pour engendrer une liste de tâches en cours à partir des tâches demandées par des utilisateurs extérieurs et des tâches de routine internes; le moyen de traitement de gestion de fréquences est adapté pour fournir un avis sur les paramètres optimaux de fonctionnement de radar pour chaque tâche; le moyen de traitement de programmation de tâches est adapté pour engendrer un programme de tâches et de paramètres radar devant être appliqués à un radar; et le moyen de traitement de répartition de tâches est adapté pour comparer les performances d'exécution réelles de tâches avec les performances d'exécution prévues de tâches et pour assurer une rétroaction vers le moyen de traitement de sélection de tâches afin de remettre à jour la liste de tâches en cours. 9 Moyen de commande de radar selon la revendication 8, caractérise en ce qu'il comprend, en outre, un moyen d'affichage adapté pour afficher la liste de tâches en cours, l'indication prévue de performances d'exécution de tâches, l'indication réelle de performances d'exécution de tâches et les résultats de tâches exécutées.