Brevet FR2919383A1 — publié le 20090130

PROCEDES DE DETECTION DE DESALIGNEMENT DE POINTS APPARTENANT A UN PLAN DE VOL D'UN AERONEF La présente invention concerne un procédé de détection de désalignement de points, appelé waypoint dans la terminologie anglo-saxonne, d'un plan de vol d'un aéronef. Elle s'applique plus particulièrement à des moyens embarqués de gestion de vol. Le procédé selon l'invention est effectué généralement avant une mission de vol. Actuellement, lorsqu'un membre de l'équipage d'un aéronef définit un plan de vol, celui-ci peut soit définir manuellement chacun des waypoints de la trajectoire soit définir la totalité d'une trajectoire pré-définie dans la gestion de vol de l'aéronef. Un waypoint est notamment défini par une latitude et une longitude correspondant à sa position dans l'espace. Les waypoints sont stockés généralement dans une base de données de navigation. La gestion de vol d'un aéronef exploite la base de données de navigation, en particulier les données des waypoints, afin de définir la trajectoire de l'aéronef. La gestion de vol d'un aéronef est généralement appelée FMS signifiant Flight Management System dans la terminologie anglo-saxonne. Actuellement, le plan de vol permet notamment de s'assurer que l'aéronef respecter le trajet planifié en mode automatique. Aujourd'hui, si une incohérence de position d'un waypoint par rapport à la trajectoire d'un plan de vol existe, aucun moyen n'est envisagé pour prévenir l'équipage de cette incohérence. C'est le cas, par exemple, d'un waypoint anormalement écarté de la trajectoire du plan de vol. II peut s'agir dans ce cas d'une volonté de voler un trajet particulier comprenant un/des désalignement(s) souhaités par l'équipage, mais il peut également s'agir d'une erreur humaine lors de la définition des waypoints dans le plan de vol. De ce fait, dans le cas d'un désalignement d'un waypoint non souhaité par l'équipage, ce dernier étant issu d'une erreur humaine, les solutions actuelles rie lèvent pas d'ambiguïté ou d'incohérence du plan de vol. L'inconvénient majeur de l'absence de contrôle de désalignement réside dans qu'une erreur humaine peut survenir lors de l'insertion d'un plan de vol dans le FMS. Par ailleurs, la consommation de carburant est plus importante et les ternps de trajets plus longs. Dans tous les cas de figures, lors de la définition d'un plan de vol dans le FMS, l'invention propose de pallier les inconvénients précités, notamment de prévenir l'équipage du désalignement d'un waypoint dans le plan de vol selon des critères pré-établis et configurables. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de détection du désalignement des points d'un plan de vol, dès lors qu'il est connu de l'équipage, à partir de leur latitude et longitude et de certains paramètres liés à la trajectoire formée par cinq points consécutifs du plan de vol. Dans le cas de la détection d'un désalignement d'un waypoint 15 dans le plan de vol, le FMS propose avantageusement d'émettre un message à l'équipage. Par ailleurs, l'amélioration des tracés des trajectoires peut conduire à réduire les consommations de carburant et à réduire les trajets volés. 20 Avantageusement, le procédé de détection du désalignement d'un premier point de l'espace compris dans une trajectoire d'un plan de vol pour aéronef, le plan de vol comprenant un second et un troisième points se succédant et précédents le premier point et un quatrième et un cinquième 25 points se succédant et subséquents au premier point, chaque point étant repéré par une latitude et longitude, comprend : • le calcul d'un premier angle aigu formé par un premier segment joignant le second et le troisième point et un second segment joignant le troisième et le quatrième point ; 30 • le calcul d'un second angle aigu formé par le second segment et un troisième segment joignant le quatrième et le cinquième point ; • la comparaison des premiers et seconds angles respectivement à une première valeur référence maximale et à une seconde valeur référence maximale ; • la génération d'une information, à partir de moyens de gestion de vol, de contexte du premier point, correspondant à un contexte de virage si le premier ou le second angle dépasse sa propre valeur référence maximale. Avantageusement, le premier et le second angle sont inférieurs à leur propre valeur référence maximale, le procédé comprend alors le calcul d'un polygone dépendant : o d'une première distance (DH) définie entre le quatrième point et la droite comprenant le premier segment ; o d'une seconde distance (DD) définie entre le projeté du quatrième point sur la droite comprenant le premier segment et le troisième point. 15 Avantageusement, un message indique à l'équipage le désalignement du premier point, lorsque celui-ci n'appartient pas à base de données de navigation. Avantageusement, le polygone comprend 6 côtés. Avantageusement, un premier côté est perpendiculaire au premier 20 segment et un second côté est perpendiculaire à un troisième segment. Avantageusement, un premier côté coupe le premier segment à une troisième distance du troisième point et qu'un deuxième côté coupe le troisième segment à cette même troisième distance du quatrième point. Avantageusement, un premier et un second sommet du polygone 25 sont définis aux extrémités du premier côté à une même quatrième distance (Y) du premier segment. Avantageusement, un troisième et un quatrième sommet du polygone sont définis aux extrémités du second côté à la quatrième distance 30 (Y) du troisième segrnent. Avantageusement, le premier sommet est le sommet d'un troisième côté compris dans une droite formant un troisième angle avec le premier segment. 10 Avantageusement, le second sommet est le sommet d'un quatrième côté compris dans une droite formant un quatrième angle de même valeur et de sens inverse au troisième angle. Avantageusement, le troisième sommet est le sommet d'un cinquième côté compris dans une droite formant un cinquième angle (180 -a) avec le troisième segment, le cinquième angle étant supplémentaire au troisième angle. Avantageusement, le quatrième sommet est le sommet d'un sixième côté compris dans une droite formant un sixième angle avec le troisième segment, le sixième angle étant de sens inverse et de valeur absolue égale au cinquième angle. Avantageusement, un cinquième sommet est l'intersection du troisième et du cinquième côté et un sixième sommet est l'intersection du quatrième et du sixième côté. Avantageusement, le calcul de désalignement d'un point du plan de vol s'effectue pour chacun des points du plan de vol. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard des dessins annexés qui représentent : • la figure 1 : les angles de tests de cinq waypoints consécutifs correspondant à un virage de l'aéronef dans un plan de vol ; • la figure 2 : le polygone de désalignement de cinq waypoints consécutifs. La figure 1 illustre cinq waypoints (2, 3, 1, 4, 5) consécutifs d'un plan de vol, ils forment une portion de la trajectoire totale du plan de vol. Le calcul du désalignement d'un waypoint selon le procédé de l'invention s'effectue sur un point 1 dont on connaît les deux waypoints précédents (2, 3), le point 1 et les deux waypoints subséquents (4, 5) au point 1. Une portion de trajectoire entre deux points successifs d'un plan de vol est appelée un leg selon la terminologie aéronautique. La portion de trajectoire comprenant cinq waypoints successifs d'un plan de vol comprend donc 4 legs successifs. Dans l'exemple de la figure, un premier leg, LEG-1, est formé par le segment [2, 3], un second leg, LEG-2, est formé par un segment [3, 1], un troisième leg, LEG-3, est formé par un segment [1, 4], un quatrième leg, LEG-4, est formé par un segment [4, 5]. II est nécessaire de connaître la latitude et la longitude de chaque waypoint de la portion de la trajectoire afin de calculer deux angles (01, 02), la connaissance de ces deux angles permettant d'initialiser le procédé selon l'invention sur des portions du plan de vol ou sur la totalité du plan de vol. Les deux angles 01 et 02 sont des angles qui permettent d'exclure des cas de virages de l'aéronef dans le plan de vol. Ces angles étant mesurés préalablement sur la séquence de tous les waypoints, ils permettent de définir deux valeurs maximum au delà desquelles il n'est pas nécessaire d'initialiser le procédlé. La latitude et la longitude de chaque waypoint sont présentes dans la base de données de navigation et peuvent être extraites facilement 15 dans l'application du FMS. L'invention propose de définir un critère de désalignement d'un waypoint. Un cas de réalisation propose d'envoyer un message à l'équipage si ce un critère n'est pas respecté. 20 Le procédé selon l'invention définit donc deux premiers angles qui permettent selon leur valeur, celle étant comparée à une valeur référence, de tester le critère de désalignement sur un waypoint du plan de vol. Un premier angle aigu 01 de test entre la droite comprenant le LEG-1 et la droite comprenant le segment [2, 4] et un second angle 02 aigu 25 de test entre la droite comprenant le segment [2, 4] et la droite comprenant le LEG-4. Le procéclé détecte qu'un waypoint d'un plan de vol correspond à un point d'un virage si le premier angle 01 est supérieur à une valeur référence maximale 0imax et lorsque le second angle 02 est supérieur à une 30 valeur référence maximale 02max. Cette détection est réalisée, dans un cas de réalisation, par les moyens de calcul du FMS. Un avantage est que ces critères de tests (01, 02) dépendent uniquement des positions des deux points précédents et suivants le point 35 dont on souhaite tester le désalignement. Le calcul est donc simple à réaliser et permet d'exclure les cas de virages ou un désalignement peut être considéré comme normal. Lorsque les valeurs de 61 et 02 sont inférieures respectivement à 5 Olmax et e2max, le procédé selon l'invention permet d'établir alors un critère de désalignement en définissant un polygone dans lequel le point 1 doit être compris. Dans un cas d'exemple, le polygone défini comprend 6 côtés et ses caractéristiques sont définies dans un exemple de réalisation détaillé 10 dans la suite de la description. La figure 2 représente les cinq waypoints (2, 3, 1, 4, 5) successifs de la portion de trajectoire issue d'un plan de vol. Le procédé selon l'invention propose de définir deux distances DD 15 et DH issues de la géométrie des waypoints (2, 3, 4, 5) qui permettent d'exprimer certains paramètres du polygone à construire. DH est la distance entre le waypoint 4 et la droite comprenant le LEG-1. Par ailleurs DD est la distance entre le waypoint 2 et le projeté 4' du waypoint 4 sur la droite comprenant le LEG-1. Ces deux distances 20 dépendent uniquement des waypoints (2, 3, 4). Le procéclé selon l'invention propose de définir, par ailleurs, un premier côté 111 perpendiculaire au LEG-1 et joignant les waypoints 2 et 3 et un second côté 112 perpendiculaire au LEG-4 et joignant les waypoints 4 et 5. 25 On définit un premier paramètre qui est une première distance X. Cette distance X permet de connaître les points d'intersection entre d'une part le côté 111 et le LEG-1 et d'autre part entre le côté 112 et le LEG-4. Chaque point d'intersection est calculé respectivement à partir des waypoints 30 2 et 4, les deux côtés 111, 112 coupant respectivement les LEG-1 et LEG-4 à une distance X des waypoints 2 et 4. Les distances entre d'une part le point 2 et le côté 111 et d'autre part entre le waypoint 4 et le côté 112 sont égales à la distance X. On définit un second paramètre qui est une seconde distance Y. Cette distance permet de connaître les extrémités des deux côtés 111 et 112 précédemment positionnées, les extrémités des côtés étant des sommets du polygone. La distance Y entre le premier sommet 101 et le LEG-1 est égale à la distance entre le sommet 102 et le LEG-1. De la même manière la distance entre le sommet 103 et le LEG-4 et la distance entre le sommet 104 et le LEG-4 sont égales à la distance Y. Dans l'exemple détaillé de la description les distances X et Y sont des fonctions des paramètres 01, 02, DD et DH. Le procédé selon l'invention définit par la suite un angle a qui permet de définir l'orientation des quatre autres côtés 113, 114, 115 et 116 du polygone. Dans un cas de réalisation l'angle a est une fonction des 15 paramètres 01, 02, DD et DH. Le côté 113 est orienté selon un angle a par rapport à la droite perpendiculaire au côté 111 et passant par le sommet 101. De même, le coté 114 est orienté selon un angle -a par rapport à la droite perpendiculaire au 20 côté 111 et passant par le sommet 102. De la même manière, le côté 115 est orienté selon à l'angle supplémentaire à l'angle a, c'est à dire (180 -a) par rapport à la droite perpendiculaire au côté 112 et passant par le sommet 103. D'autre part le 25 côté 116 est orienté selon l'angle opposé à l'angle supplémentaire à l'angle a, c'est à dire (a-180 ) par rapport à la droite perpendiculaire au côté 112 et passant par le sommet 104. On définit le sommet 105 par le point d'intersection des côtés 113 30 et 115 et le sommet 106 par le point d'intersection des côtés 114 et 116. Le polygone ainsi formé définit une zone dans laquelle le waypoint 1 doit être compris pour ne pas être considéré comme désaligné. Lorsque le waypoint 1 n'est pas compris dans le polygone, il 35 occupe par exemple la position du waypoint 1', le procédé selon l'invention signale par le biais d'un message visuel ou sonore le désalignement d'un waypoint. Le procédé permet de tester un critère de désalignement à partir de 0lmax, 82max et des caractéristiques du polygone. Si le critère de désalignement n'est pas respecté alors un message peut être transmis à l'équipage indiquant un désalignement. Un cas de réalisation permet de fixer Olmax, 82max à 20 . Au-delà de cette valeur le critère de désalignement n'est pas testé. Le procédé selon l'invention permet de ré-itérer le calcul du désalignement d'un waypoint d'un plan de vol pour tous les waypoints compris dans le plan de vol dès lors qu'il existe deux waypoints le précédant et deux waypoints lui succédant. Dans un cas de réalisation, le procédé permet d'informer, au moyen du FMS par un écran de visualisation, le résultat de l'analyse de la détection du désalignement des waypoints d'un plan de vol. Les waypoints désalignés sont alors signalés, l'équipage peut acquitter ces messages et vérifier la séquence des waypoints. Une synthèse est présentée à l'équipage indiquant le détail d'une portion du plan de vol comprenant un waypoint désaligné si c'est le cas. En particulier le procédé permet d'afficher certaines caractéristiques telles que les coordonnées des waypoints précédent le point désaligné et les waypoints le succédant. L'invention a pour principal avantage de fournir à l'équipage une synthèse des waypoints d'un plan de vol visant à l'informer d'un éventuel désalignement de waypoints. L'équipage peut alors vérifier la séquence et ainsi éviter l'introduction dans le FMS d'une mauvaise séquence de waypoints. L'algorithme permet donc d'optimiser un plan de vol en constatant un désalignement d'un waypoint. Par ailleurs, le procédé selon l'invention permet de modifier des 35 données d'entrées X, Y et a afin d'ajuster un polygone optimal en modifiant simplement les relations entre ces données et les paramètres géométriques de la portion de trajectoire 01, 02, DD et DH. REVENDICATIONS 1. Procédé de détection du désalignement d'un premier point (1) de l'espace compris dans une trajectoire d'un plan de vol pour aéronef, le plan de vol comprenant un second (2) et un troisième (3) points se succédant et précédents le premier point (1) et un quatrième (4) et un cinquième (5) points se succédant et subséquents au premier point (1), chaque point étant repéré par une latitude et longitude, caractérisé en ce qu'il comprend : • le calcul d'un premier angle (01) aigu formé par un premier segment (LEG-1) joignant le second (2) et le troisième (3) points et un second segment joignant le troisième (3) et le quatrième point (4) ; • le calcul d'un second angle (02) aigu formé par le second segment et un troisième segment (LEG-4) joignant le quatrième (4) et le cinquième (5) point ; • la comparaison des premiers (01) et seconds (02) angles respectivement à une première valeur référence maximale (elmax) et à une seconde valeur référence maximale (02max) ; • la génération d'une information, à partir de moyens de gestion de vol, de contexte du premier point (1), correspondant à un contexte de virage si le premier (01) ou le second (02) angle dépasse sa propre valeur référence maximale. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que si le premier et le second angle (01, 02) sont inférieurs à leur propre valeur référence maximale, le procédé comprend alors le calcul d'un polygone dépendant : o d'une première distance (DH) définie entre le quatrième (4) point et la droite comprenant le premier segment (LEC-1) ; o d'une seconde distance (DD) définie entre le projeté (4') du quatrième point (4) sur la droite comprenant le premier segment (LEG-1) et le troisième point (3). 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un message indique à l'équipage le désalignement du premier point (1), lorsque celui-ci n'appartient pas à base de données de navigation. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le polygone comprend 6 côtés (111, 112, 113, 114, 115, 116). 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le polygone comprend un premier côté (111) perpendiculaire au premier segment (LEG-1) et un second côté (112) perpendiculaire à un troisième segment (LEG-4). 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un premier côté (111) coupe le premier segment (LEG-1) à une troisième distance (X) du troisième point (2) et qu'un deuxième côté (112) coupe le troisième segment (LEG-4) à cette même troisième distance (X) du quatrième point (4). 7. Procédé selon l'une des revendications 5 à 6, caractérisé en ce qu'un premier et un second sommet (101, 102) du polygone sont définis aux extrémités du premier côté (111) à une même quatrième distance (Y) du premier segment (LEG-1). 8. Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'un troisième et un quatrième sommet (103, 104) du polygone sont définis aux extrémités du second côté (112) à la quatrième distance (Y) du troisièrne segment (LEG-4). 9. Procédé selon l'une des revendications 7 à 8, caractérisé en ce que le premier sommet (101) est le sommet d'un troisième côté (113) compris dans une droite formant un troisième angle (a) avec le premier segment (LEG-1). 10. Procédé selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que 35 le second sommet (102) est le sommet d'un quatrième côté (114)compris dans une droite formant un quatrième angle (-a) de même valeur et de sens inverse au troisième angle (a). 11. Procédé selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que le troisième sommet (103) est le sommet d'un cinquième côté (115) compris dans une droite formant un cinquième angle (180 -a) avec le troisième segment (LEG-4), le cinquième angle (180 -a) étant supplémentaire au troisième angle (a). 12. Procédé selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que le quatrième sommet (104) est le sommet d'un sixième côté (116) compris dans une droite formant un sixième angle (a-180 ) avec le troisième segment (LEG-4), le sixième angle (a-180 ) étant de sens inverse et de valeur absolue égale au cinquième angle (180 -a). 13. Procédé selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce qu'un cinquième sommet (105) est l'intersection du troisième (113) et du cinquième (115) côté. 14. Procédé selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce qu'un sixième sommet (106) est l'intersection du quatrième (114) et du sixième (116) côté. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 25 caractérisé en ce que le calcul de désalignement d'un point (1) du plan de vol s'effectue pour chacun des points du plan de vol. 30