Brevet FR2871266A1 — publié le 20051209

La présente invention concerne un système de gestion de flotte de mobiles, appartenant à une communauté, basé sur le traitement d'informations de télémétrie. Elle s'applique globalement à l'aviation générale et à tout type d'aéronef, mais également aux mobiles maritimes ou terrestres. Elle a plus particulièrement pour objet, mais non exclusivement, un système de gestion de flotte d'aéronefs appartenant à un aéroclub ou à une école de pilotage, permettant de connaître en temps réel les conditions de vol des aéronefs concernés, d'effectuer des bilans des vols réalisés, d'améliorer les conditions de maintenance desdits aéronefs et de permettre l'évaluation des conditions de vol précédant d'éventuelles défaillances technique et/ou de pilotage. Ce système exploite les infrastructures existantes permettant de connaître à distance les paramètres de vol des aéronefs et de les centraliser en un lieu 25 déterminé où sera effectuée la susdite gestion de la flotte. D'une manière générale, on sait que, dans le cadre d'une école de pilotage, Ies premiers vols dits "en solo" constituent pour les élèves et l'instructeur une épreuve génératrice de stress. 2871266 2 Hormis durant les phases de décollage et d'atterrissage, l'instructeur dispose de peu d'éléments d'appréciation sur les caractéristiques de vol de l'aéronef; de plus, la multiplication des zones interdites permanentes, des zones interdites temporaires, des zones réglementées, etc., augmentent de manière considérable le facteur de risques d'erreurs ou d'infractions de la part du pilote néophyte, ou même du pilote expérimenté. Par ailleurs, lors de vols dont le parcours est prédéterminé et contrôlé ou non par des balises, les conditions de navigation ne seront connues qu'au travers d'un "interrogatoire" de l'élève et des informations recueillies par l'élève sur sa carte géographique et son carnet de route. Il semble donc évident que les moyens dont disposent l'instructeur sont nettement insuffisants pour assurer la sécurité de ses élèves, pour déterminer avec certitude les caractéristiques de vol des aéronefs considérés, et pour lui permettre une évaluation rigoureuse de l'efficacité des enseignements et une gestion optimisée de la maintenance des équipements. A fortiori, en cas d'incident technique ou de pilotage, les informations nécessaires à l'interprétation des évènements antérieurs et postérieurs à l'incident sont généralement inexistantes. L'invention a donc plus particulièrement pour but de supprimer ces inconvénients. Elle propose à cet effet un système permettant de tirer un meilleur parti des moyens de communication haute technologie actuellement disponibles, par exemple le réseau de positionnement par satellites (GPS) et le réseau de communication par satellites géostationnaires, applicable notamment à la télémétrie, associé à des réseaux cellulaires terrestres, pour assurer une mise en relation, en temps réel, entre un aéronef piloté par un élève et un 2871266 -3- instructeur, en vue d'obtenir les informations de localisation et de télémétrie de l'aéronef par cet instructeur. Selon l'invention, ce système fait essentiellement intervenir: - des moyens à bord de l'aéronef de réception associés au réseau de positionnement par satellites, des moyens à bord de l'aéronef d'émission/réception associés au réseau de communication par satellites géostationnaires, des moyens d'interface entre les capteurs de mesure des paramètres de vol et techniques et de configuration de l'aéronef et les susdits moyens d'émission associés au réseau de communication par satellites géostationnaires, des moyens au sol, disposés dans les locaux de l'école de pilotage, permettant de gérer une flotte d'aéronefs. Les susdits moyens au sol sont conçus de manière à permettre en temps réel: de dialoguer avec le réseau cellulaire terrestre associé au réseau de communication par satellites géostationnaires, de localiser l'aéronef sur une carte géographique de synthèse, - d'afficher les paramètres techniques et de configuration de l'aéronef, - de mémoriser les susdits paramètres techniques et de configuration de l'aéronef, et de sécuriser la transmission et le stockage des susdits paramètres techniques et de configuration de l'aéronef. Ainsi, l'instructeur pourra non seulement suivre en permanence et en temps réel le parcours de son élève pilote durant la navigation, mais également faire un bilan avec son élève à partir des informations enregistrées durant les phases de décollage, de vol et d'atterrissage. 2871266 4 Il pourra notamment: - comparer les paramètres de vol théorique ou préétabli et réel, connaître le comportement de l'aéronef en fonction des manoeuvres de pilotage, s'assurer qu'aucun seuil de sécurité n'a été franchi, enrichir la base de données concernant la formation de l'élève, enrichir la base de données concernant l'aéronef en vue de sa maintenance, connaître les paramètres techniques antérieurs et postérieurs à un 10 éventuel incident de manière à établir les raisons ayant provoquées ledit incident, enfin générer une "boîte noire virtuelle" au sol grâce à la sécurisation de la transmission et du stockage des paramètres techniques et de configuration de l'aéronef. Il pourra bien évidemment suivre simultanément plusieurs aéronefs et effectuer une gestion technique et comptable de la flotte d'aéronefs. Un mode d'exécution de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique illustrant le principe général du système selon l'invention, - la figure 2 est un synoptique des équipements de communication et de traitement à bord de l'aéronef, la figure 3 est un synoptique des équipements de communication et de traitement des moyens au sol. Dans l'exemple de la figure 1, l'aéronef 1 est en liaison d'une part avec le réseau de positionnement par satellites, représenté schématiquement par le satellite 2, et d'autre part avec le réseau de communication par satellites géostationnaires, représenté schématiquement par le satellite 3. 2871266 -5- La liaison L12 représente la voie monodirectionnelle descendante du satellite 2 vers l'aéronef 1; la liaison bidirectionnelle L13 représente les voies montante et descendante de l'aéronef 1 vers le satellite 3. Par ailleurs, le satellite 3 est en liaison bidirectionnelle L34 avec la station sol 4, laquelle, à travers un réseau cellulaire terrestre, est en liaison bidirectionnelle L45 avec les susdits moyens au sol 5, disposés dans les locaux de l'école de pilotage, permettant de gérer la flotte d'aéronefs. Ainsi les susdites liaisons de communication L12, L13, L34, L45, permettent de transférer des données numériques correspondantes aux valeurs analogiques ou numériques issues des capteurs situés à bord de l'aéronef 1. Ces données numériques sont ensuite traitées dans les susdits moyens au sol, lesquels permettent d'afficher en clair lesdites valeurs analogiques ou 15 numériques issues des capteurs de l'aéronef 1. Il faut noter que la liaison dite "radio", permettant le dialogue entre l'instructeur et le pilote, n'est pas représentée, étant donné qu'elle ne rentre pas dans le champ de l'invention. La liaison L12, représentant la voie monodirectionnelle descendante du satellite 2 vers l'aéronef 1, est en réalité une pluralité de liaisons radiofréquences entre l'aéronef 1 et le segment spatial constitué de plusieurs satellites défilants qui décrivent une orbite circulaire autour de la terre, à 20 000 kilomètres environ. La position de l'aéronef 1 est obtenue en mesurant les pseudo-distances (distance mesurée sur le trajet simple tenant compte de la dérive de l'horloge à bord de l'aéronef) qui séparent le point à localiser de N satellites défilants. Ainsi les paramètres longitude, latitude, altitude, vitesse et cap sont transmis sur la voie montante de la liaison L23 en direction du satellite 3; il en est de même des informations issues des capteurs situés à bord de l'aéronef 1. 2871266 -6- Dans l'exemple de la figure 2, les équipements de communication et de traitement à bord de l'aéronef 1 comprennent: - un module réception A1, en liaison avec le satellite 2, un module émission/réception A2, en liaison avec le satellite 3, une unité de traitement A3 des informations de localisation, une unité de traitement A4 des informations issues de la pluralité de capteurs, - un groupe de capteurs A5 de mesure des paramètres "motorisation de l'aéronef", un groupe de capteurs A6 de mesure des paramètres "configuration de l'aéronef'. Le module de réception Al est chargé de capter les canaux radiofréquences des différents satellites défilants du segment spatial permettant la localisation de 15 l'aéronef 1. L'unité de traitement A3 des informations de localisation est chargée du calcul des paramètres cités précédemment (longitude, latitude, altitude, vitesse, cap) à partir des signaux reçus du susdit segment spatial. Les capteurs appartenant aux groupes A5, A6, délivrent des grandeurs sous forme analogique ou numérique selon le cas; ainsi, l'unité de traitement A4 est chargée de l'interface (numérisation et multiplexage) avec la partie émission du module émission/réception A2. Le module émission/réception A2, en liaison avec le satellite 3, est chargé : dans la voie montante vers le satellite 3, de transmettre les données issues des deux unités de traitement A3, A4, - dans la voie descendante vers l'aéronef 1, de recevoir les messages associés à la communication (interrogation, validation,...). 2871266 -7- A titre d'exemple, pour les avions à hélices et à moteur à explosion, les paramètres "motorisation de l'aéronef', mesurés par le groupe de capteurs A5, sont les suivants: - pourcentage du mélange air/carburant, niveau du carburant, consommation du carburant, - régime du moteur, pression huile, niveau huile, température huile, température des têtes de cylindre, charge de la batterie, débit des magnétos gauche et droite, réchauffe du carburateur, pas de l'hélice. Bien entendu, ces paramètres peuvent être étendus aux autres types de moteur. A titre d'exemple, les paramètres "configuration de l'aéronef', mesurés par le groupe de capteurs A6, sont les suivants: température extérieure, taux de dépression de la pompe à vide, position des compensateurs de profondeur et de direction, - position des aérofreins gauche et droite, position des trains d'atterrissage avant et principaux gauche et droite, position des volets gauche et droite, position des ailerons gauche et droite, position des gouvernes de profondeur et de direction, position des portes gauche, droite et de soute, position du frein de parc, 2871266 -8- état des phares et feux de navigation, variomètre. Dans l'exemple de la figure 3, les équipements de communication et de 5 traitement des moyens au sol 5 comprennent: un module émissionlréception S 1, en liaison avec la station sol 4 directement, ou au travers d'un réseau cellulaire terrestre non représenté, une unité de traitement S2 des données transmises par la station sol 4 et reçues par la voie réception du module émissionlréception S 1, une unité centrale S3, de type micro-ordinateur personnel, possédant différentes fonctionnalités décrites ci-après. L'unité centrale S3 permet de visualiser, en temps réel, les paramètres de vol 15 de chaque aéronef, c'est-à-dire, d'une manière générale, les paramètres de localisation et les paramètres de "motorisation" et de "configuration". Plus précisément, les principales informations fournies sont les suivantes: tracé de la route suivie par chaque aéronef avec indication des paramètres de localisation, altitude, - taux de montée ou de descente, vitesse instantanée, - vitesse moyenne, 25 distance parcourue. Par ailleurs, les informations propres à l'aéronef, préalablement enregistrées dans l'unité centrale, avant à chaque vol, sont les suivantes: - numéro d'identification, type d'appareil, - identité du pilote et des passagers. 2871266 9 De même, seront enregistrées les informations concernant la maintenance de l'aéronef, à savoir: nombre d'heures de vols, références des équipements de bord, date et nature des interventions de maintenance. Les paramètres de localisation et les paramètres de "motorisation" et de "configuration", ainsi que les informations citées précédemment, sont 10 mémorisées. Chaque trajet est sauvegardé ; il en est de même des messages d'alerte, tels une perte de liaison sur l'un des trajets L12, L13, L34, L45, ou un échec de mise en route de communication entre les moyens au sol 5 et l'aéronef 1. Avantageusement, le parc de mobiles pourra être constitué de mobiles maritimes ou terrestres appartenant à une école de pilotage. Ainsi, l'instructeur pourra: - suivre en permanence et en temps réel le parcours de son élève pilote 20 durant la navigation, effectuer un bilan avec son élève à partir des informations enregistrées, gérer l'évolution des formations des élèves pilotes, gérer le parc de mobiles, constituer un ensemble de données relatives à un éventuel incident et générer ainsi une "boîte noire virtuelle" au sol, lesquelles données ont été préalablement transmises sous forme cryptée et mémorisées suivant une procédure de sécurisation. 2871266 - 10 - Revendications 1. Système de gestion de flotte de mobiles (1), appartenant à une communauté, basé sur le traitement d'informations de télémétrie mettant en oeuvre le réseau de positionnement par satellites (2) et le réseau de communication par satellites géostationnaires (3), applicable notamment à la télémétrie, associé à des réseaux cellulaires terrestres, pour assurer une mise en relation, en temps réel, entre un mobile (1) piloté par un pilote et des moyens au sol (S1, S2, S3), disposés dans les locaux de la communauté, permettant de gérer une flotte de mobiles, en vue d'obtenir les informations de localisation et de télémétrie du mobile (1) par lesdits moyens au sol (S1, S2, S3), caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens (A1, A3) à bord du mobile de réception associés au réseau de positionnement par satellites, des moyens (A2) à bord du mobile d'émissionlréception associés au réseau de communication par satellites géostationnaires, des moyens d'interface (A4) entre les capteurs de mesure des paramètres techniques et de configuration du mobile et les susdits moyens d'émission associés au réseau de communication par satellites géostationnaires. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le susdit mobile (1) est un aéronef. 3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le susdit pilote est un élève pilote et que les susdits moyens au sol (Si, S2, S3) sont gérés par un instructeur. 2871266 -11- 4. Système selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens au sol (Si, S2, S3) sont conçus de manière à permettre en temps réel: de dialoguer avec le réseau cellulaire terrestre associé au réseau de 5 communication par satellites géostationnaires, de localiser l'aéronef sur une carte géographique de synthèse, d'afficher les paramètres techniques et de configuration de l'aéronef, et de mémoriser les susdits paramètres techniques et de configuration de l'aéronef, et de sécuriser la transmission et le stockage des susdits paramètres techniques et de configuration de l'aéronef 5. Système selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens à bord de l'aéronef (1) comprennent: 15 un module réception (AI), en liaison avec le satellite (2), un module émission/réception (A2), en liaison avec le satellite (3), une unité de traitement (A3) des informations de localisation, - une unité de traitement (A4) des informations issues de la pluralité de capteurs, un groupe de capteurs (A5) de mesure des paramètres "motorisation de l'aéronef', - un groupe de capteurs (A6) de mesure des paramètres "configuration de l'aéronef'. 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que les paramètres "motorisation de l'aéronef', mesurés par le groupe de capteurs (A5), sont les suivants: pourcentage du mélange air/carburant, niveau du carburant, consommation du carburant, - régime du moteur, 2871266 - 12 - pression huile, niveau huile, température huile, température des têtes de cylindre, charge de la batterie, débit des magnétos gauche et droite, réchauffe du carburateur, pas de l'hélice. 7. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que les paramètres "configuration de l'aéronef', mesurés par le groupe de capteurs (A6), sont les suivants: température extérieure, taux de dépression de la pompe à vide, position des compensateurs de profondeur et de direction, - position des aérofreins gauche et droite, position des trains d'atterrissage avant et principaux gauche et droite, position des volets gauche et droite, position des ailerons gauche et droite, position des gouvernes de profondeur et de direction, position des portes gauche, droite et de soute, position du frein de parc, - état des phares et feux de navigation, - variomètre. 8. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens au sol (S1, S2, S3) comprennent: - un module émission/réception (S1), en liaison avec le satellite (3), une unité de traitement (S2) des données transmises par le satellite (3) et reçues par la voie réception du module émission/réception (Si), et une unité centrale (S3), de type micro-ordinateur personnel. 2871266 - 13 - 9. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce les moyens au sol (SI, S2, S3) donnent les informations suivantes: le tracé de la route suivie par chaque aéronef avec indication des paramètres de localisation, et/ou l'altitude, et/ou le taux de montée ou de descente, et/ou la vitesse instantanée, et/ou la vitesse moyenne, et/ou la distance parcourue. 10. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce les moyens au sol (SI, S2, S3) mémorisent les informations suivantes: le numéro d'identification de l'aéronef (1), et/ou le type d'aéronef (1), et/ou l'identité du pilote et des passagers. 11. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce les moyens au sol (SI, S2, S3) mémorisent les informations suivantes: - le nombre d'heures de vols de l'aéronef (1), et/ou les références des équipements de bord de l'aéronef (1), et/ou la date et la nature des interventions de maintenance sur l'aéronef (1). 12. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce les moyens au sol (SI, S2, S3) mémorisent les pertes de liaison et/ou les échecs de mise en route de communication entre lesdits moyens au sol (SI, S2, S3) et l'aéronef (1). 2871266 - 14- 13. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens au sol (S1, S2, S3) constituent une "boîte noire virtuelle". 14. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le susdit mobile (1) est un navire ou un mobile terrestre.