Brevet FR3021107A1 — publié le 20151120

PROCEDE D'AIDE A LA NAVIGATION D'UN AERONEF AVEC CORRELATION D'INFORMATIONS DYNAMIQUES AVEC UNE TRAJECTOIRE DE VOL 4D Le domaine de l'invention est celui de l'aide à la navigation d'un aéronef et plus précisément de l'aide à la corrélation d'informations dynamiques avec une trajectoire de vol 4D. Des informations aéronautiques sont communément fournies à l'équipage. Cela concerne bien sûr les informations météo, mais aussi les autres informations dynamiques susceptibles d'être rencontrées au cours du vol : état des espaces aériens traversés (heures d'ouverture ou de fermeture), MTO acronyme de l'expression anglo-saxonne Meteo: projection temporelle des hauteurs et distances minimales vis-à-vis de la visibilité en phase d'approche (comme par exemple les aéroports d'appui qui doivent être adaptés aux critères ETOPS (Extended range Twin engine Operation Performance Standards, procédure permettant de naviguer en cas de panne moteur, avec un éloignement temporel maximal donné par rapport aux aéroports d'appui, cet éloignement étant fortement lié à la force des vents rencontrés) à l'heure prédite d'atterrissage potentiel), représentation des fenêtres temporelles liées aux créneaux pour atterrissage ou décollage, heures ouvertures des aéroports (le vol Tokyo - CDG d'Air France par exemple vole très lentement pour respecter l'horaire de fermeture de Tokyo et l'horaire d'ouverture de Roissy), NOTAMs (acronyme de l'expression anglo-saxonne « Notification to AirMen ») précisant des activités particulières sur une zone à un moment donné (par exemple maintenance d'une balise de radionavigation sur une zone donnée pendant une période donnée), statuts des constellations satellitaires utilisées pour calculer la position dans une zone donnée, heures d'ouverture/fermeture de pays traversés, point de début de nuit/fin de nuit, trafic prévu, heures de validité des routes (« tracks ») océaniques, prévisions de vents et de températures selon les heures, et les altitudes, prévisions de phénomènes météorologiques autres (nuages, zones de givrage, zones humides, orages, turbulences), dans le cas de missions tactiques, évolution temporelle des dangers (batteries anti missiles, activation de systèmes de détection, évolution de la couverture nuageuse pour des systèmes nécessitant la vision, début/fin de nuit, heures de rendez-vous avec d'autres appareils pour du ravitaillement, des vols en patrouille ...), fenêtre de Rejointe d'autres avions, fenêtre d'ouverture de frontières, fenêtre temporelle de cible, Ces informations aéronautiques sont fournies à l'équipage sous forme papier (manuel, tablettes liseuses (« logs »), cartes, dossiers de vols), ou sous forme électronique par affichage sur des écrans du cockpit. Ces informations dynamiques sont plus délicates à gérer que des informations statiques, puisqu'il faut extrapoler et corréler des informations disparates. De même, certaines de ces informations dépendent de l'altitude prévue de l'aéronef le long du vol, et nécessitent là encore une corrélation. Par exemple les cartes de température ou de vent, ou de nuages sont fournies par tranches d'altitude ; il faut deviner l'altitude prédite de l'aéronef en un endroit de son plan de vol, pour pouvoir trouver la bonne carte à représenter. Dans les opérations actuelles, l'équipage filtre les informations non applicables et gère les informations applicables, à la main. Par exemple, il corrèle les informations de plan de vol latéral et vertical avec les cartes météos, en calculant à quel moment l'appareil sera susceptible d'entrer dans une zone météo. Ce travail est complexe car il faut croiser plusieurs cartes météos, et visualiser mentalement la position 3D prédite de l'avion sur ces cartes ainsi que l'aspect temporel. De plus les informations dynamiques comme la météo sont sujettes à mises à jour fréquentes : il faut à chaque fois re-déterminer mentalement quelle sera la météo prédite à un instant futur donné. De même le plan de vol peut être sujet à modifications, nécessitant là encore de ré-effectuer les calculs. Quelques initiatives commencent à émerger pour gérer ces problèmes, soit dans des CDS (acronyme de l'expression anglo-saxonne « Cockpit Display System »), des FMS (acronyme de l'expression anglo- saxonne « Flight Management System ») ou des EFB (acronyme de l'expression anglo-saxonne « Electronic Flight Bag ») : Le document US2012/0232785 « Methods and Systems for dynamically providing contextual weather information » dévoile un procédé permettant via une réglette de déplacer virtuellement la maquette avion le long du plan de vol, i.e. de dérouler le film du vol en avance. Le système détermine l'heure correspondante ; elle est affichée sur les écrans selon le procédé. Le reste des informations aéronautiques dynamiques affichées sur la carte correspond aux informations valables à l'heure en question. Cela permet d'avoir une information affichée cohérente, mais seulement au voisinage de la maquette virtuellement déplacée comme illustré figure 1. On voit sur la figure que les informations présentées ne sont exactes qu'au voisinage de la maquette avion qui est sur le WPT5, puisque la carte statique représentée est celle correspondant à l'heure la plus proche de l'heure prédite de la maquette avion. Ainsi par exemple, la zone Z1 qui est en fait traversable avant 23h et après 06h est déclarée comme traversable, alors qu'elle ne le sera plus au moment où l'avion y arrivera. De même on ne peut pas voir sur la figure, qu'un fort vent de travers, turbulent, se produira au niveau du point WPT7. Ce procédé ne permet pas : d'avoir d'un seul coup d'oeil les informations concernant le vol, dans sa globalité, d'appréhender l'évolution d'une information aéronautique dynamique à un moment donné ; si une information change et impacte le déroulement du vol, il faut que l'équipage devine à quelle heure cela se produira, et déplace manuellement la maquette avion pour essayer de « trouver » l'instant en question. 3 0 2 1 1 0 7 4 Le document US8332084 « Four-dimensional weather predictor based on aircraft trajectory » présente un procédé de fusion d'informations météo spatio-temporelles, utilisé pour prédire la météo autour d'une 5 trajectoire 3D + temps, le temps étant prédéterminé. Le système détermine la météo environnant une trajectoire 4D (3D + temps) donnée. Puis il permet soit d'affiner cette trajectoire (en prenant en compte le bon vent en chaque point, à l'heure prédite), soit de trouver une trajectoire plus optimisée, dans le voisinage de la trajectoire initiale, en utilisant le vent prédit dans un volume 10 autour de la trajectoire initiale. Ce procédé ne permet pas de présenter de manière efficace une situation évolutive autour de la trajectoire 4D puisqu'il n'affiche rien ; en effet l'affichage sur les écrans actuels en 2D d'un « volume » météo n'est pas possible. C'est juste un procédé de calcul des prédictions FMS. De plus, il ne prend en compte que la météo (vent, 15 température, humidité, pression). Le document US2011/0102192 « Displaying weather forecast for own air vehicle » propose un procédé d'affichage de la météo prédite sur un écran à bord de l'avion. Le système permet de sélectionner une période 20 temporelle via une IHM de saisie (ou une heure). L'écran d'affichage affiche alors la position prédite de l'avion à l'heure en question et la situation météo correspondant à l'intervalle temporel dans lequel cette heure se situe. Cela ne permet pas de voir l'évolution d'une information aéronautique dynamique à un moment donné ; si une information change et impacte le déroulement 25 du vol, il faut que l'équipage devine à quelle heure cela se produira, saisisse manuellement l'heure en question pour voir à la fois la maquette avion prédite et la météo autour de cette maquette avion. Il n'y a pas d'affichage cohérent tout le long du vol, sur un seul écran. 30 Le document US2011/098871 « Method and apparatus for updating winds aloft display as aircraft altitude changes» décrit un procédé d'affichage des cartes de vents en fonction de l'altitude, par sélection d'un rotacteur sur l'altitude avion. Cela permet à l'équipage de choisir des altitudes sur un écran d'affichage ; les vents correspondant au niveau choisi 35 sont alors affichés. Le paramètre temporel n'est pas intégré à ce procédé. De 5 3021107 plus l'affichage se fait autour de l'avion courant et ne prend pas en compte le plan de vol. Le document de la demanderesse US2009/09204277 « Method of 5 estimating atmospheric data at any point of a path of an aircraft») présente un procédé de calcul du modèle météo (vent, pression, température, humidité) le plus vraisemblable, en un point donné de la trajectoire, par utilisation d'une grille de vents et de modèles d'atmosphère. Cela permet de confronter des données de vents discrètes à des modèles d'atmosphère, 10 tronçon par tronçon le long du plan de vol, pour déterminer le vent le plus probable en tout point. Mais cela ne résout pas le problème consistant à présenter de manière efficace une situation évolutive autour de la trajectoire 4D puisqu'il calcule le vent en un point donné de la trajectoire, et ne l'affiche pas ailleurs. C'est juste un procédé de calcul des prédictions FMS. 15 Le document de la demanderesse US2007/179703 « Process taking into account a local and favorable situation not conforming to a general meteorological forecast» dévoile un procédé d'avertissement de vent prédit défavorable le long d'un plan de vol. On calcule le vent en 4D (sur une 20 trajectoire 3D incluant le paramètre temps, c'est-à-dire l'évolution du vent) permettant de déterminer la météo (vent, pression, température) prédite en tout point d'un plan de vol. Cela permet donc de déterminer les segments du plan de vol où un vent défavorable existera, et de proposer une diversion en ces points. Mais comme précédemment cela ne résout pas le problème 25 consistant à présenter de manière efficace une situation évolutive autour de la trajectoire 4D puisqu'il prédit le vent en un point donné 3D de la trajectoire et ne l'affiche pas ailleurs. C'est juste un procédé de calcul des prédictions FMS ou sol. 30 Il n'y a pas de représentation d'autres types d'informations, avec une plage d'évolution temporelle corrélée avec les prédictions le long de la trajectoire. Les extrapolations de données intéressant le vol et leur corrélation avec la trajectoire prédite sont effectuées manuellement. Les procédés décrits dans les documents cités ci-dessus 35 permettent d'effectuer une corrélation manuellement et ponctuellement : l'équipage choisit une zone géographique sur son plan de vol, et les informations météo prédites à cet endroit à cette heure sont affichées. Mais cela ne donne pas une vision globale de la trajectoire, et oblige l'équipage à tâtonner pour deviner un problème potentiel en un point. Le but de l'invention est de pallier ces inconvénients. L'invention a pour objet un procédé de corrélation d'informations spatio-temporelles avec une trajectoire 3D + temps, incorporant des 10 mécanismes de filtrages automatiques et manuels du niveau d'information et de la plage temporelle souhaitée autour de la trajectoire, et incluant une représentation améliorée de l'évolution d'une information géographique. Plus précisément l'invention a pour objet un procédé d'aide à la navigation d'un aéronef équipé de 15 - capteurs, - d'un calculateur de trajectoire spatio-temporelle, - de moyens de stockage de données prédéterminées et de données acquises en cours de navigation dont des données météorologiques, - de moyens d'affichage de la trajectoire spatio-temporelle et de 20 données dont les données météorologiques sur un même écran d'affichage, - d'une unité de traitement des données captées, prédéterminées et acquises et de la trajectoire. Il est principalement caractérisé en ce qu'il comporte les étapes 25 suivantes : - assemblage par familles de données par l'unité de traitement, des données prédéterminées et des données acquises, les familles étant prédéfinies, chaque donnée étant en outre associée à un créneau temporel de validité, 30 -formatage des données des familles pour associer à chaque donnée un type de représentation graphique sous forme de texte ou de scalaire ou de vecteur ou de surface ou de volume, - sélection de familles de données à représenter, - choix d'un créneau temporel d'affichage pour chaque famille de 35 données à représenter, - discrétisation spatio-temporelle de la trajectoire, - corrélation spatio-temporelle de la trajectoire discrétisée avec chaque famille de données en fonction des créneaux temporels de validité, dans le créneau temporel d'affichage de ladite famille, pour extraire un sous-ensemble de chaque famille de données, par l'unité de traitement, - affichage des sous-ensembles en une unique représentation sur un même écran d'affichage. Ce procédé permet : d'avoir d'un seul coup d'oeil les informations concernant le vol, dans sa globalité, d'appréhender l'évolution d'une information aéronautique dynamique à un moment donné ; si une information change et impacte le déroulement du vol, l'équipage sait à quelle heure cela se produira, sans avoir par exemple à déplacer manuellement la maquette avion pour essayer de « trouver » l'instant en question. Il permet de déterminer des données spatio-temporelles cohérentes avec la trajectoire 3D affichée, en prenant en compte l'axe temporel sur des horizons de temps permettant à l'équipage d'appréhender sur une unique représentation l'évolution de la situation prédite, sans pour autant surcharger les affichages, pour garder une lisibilité et une compréhension optimale de la situation. Autres avantages : La solution permet de régler les horizons autour de la trajectoire prédite dans un but d'aide à la décision (déroutement, application anticipée de procédures ...). La solution permet de filtrer manuellement le degré d'évolution à afficher pour donner soit la situation prédite seulement, soit son évolution sur une plage temporelle proche et autour des heures de passage prédites le long de la trajectoire, soit une évolution sur la plage temporelle du vol complet. La solution permet d'aider à la décision en s'appliquant à des trajectoires alternatives de travail (cadre « What if ») : Présentation des informations corrélées temporellement pour des trajectoires ETOPS ou de déroutement, Présentation des informations corrélées temporellement pour le plan de vol de dégagement, Présentation des informations corrélées temporellement pour des routes latérales optionnelles, Présentation des informations corrélées temporellement pour des plans de vol suivants, Présentation des informations corrélées temporellement pour des plans de vol de travail « panne moteur », Présentation des informations corrélées temporellement pour plans de vol à niveaux différents. Le choix des familles à représenter peut être prédéterminé ou déterminé par l'équipage ou automatiquement. Des priorités peuvent être choisies pour des familles et/ou des sous-familles. Selon une caractéristique de l'invention, un degré de fiabilité étant 20 associé à des données, l'étape de formatage est en outre réalisée par degré de fiabilité. Les familles de données sont typiquement : une famille de données météorologiques et/ou une famille de données géographiques et/ou une famille de données de navigation et/ou une famille de données fournies 25 par l'équipage. Des sous-familles peuvent être associées à des données ; l'étape d'assemblage est alors en outre réalisée par sous-familles. L'invention a aussi pour objet un système d'aide à la navigation d'un aéronef qui comprend : 30 - des capteurs, - un calculateur de trajectoire spatio-temporelle, - des moyens de stockage de données prédéterminées et de données acquises en cours de navigation dont des données météorologiques, - des moyens d'affichage de la trajectoire spatio-temporelle et de données dont les données météorologiques sur un même écran d'affichage, - une unité de traitement des données captées, prédéterminées et acquises et de la trajectoire, - des moyens de mise en oeuvre du procédé tel que décrit. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront o à la lecture de la description détaillée qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 déjà décrite illustre schématiquement un procédé de visualisation d'un plan de vol avec une superposition d'une carte statique de vent selon l'état de la technique, 15 la figure 2 est un organigramme d'un exemple de procédé selon l'invention, les figures 3 montrent des exemples d'IHM (interface homme-machine) de saisie de paramètres par l'équipage : saisie d'une information propriétaire (fig 3a), saisie de choix de familles à représenter (fig 3b), saisie 20 de priorité (fig 3c), les figures 4 montrent des exemples d'IHM de saisie de sous-familles à afficher respectivement assorties de leur priorité et du mode d'affichage pour la famille METEO (fig 4a), pour la famille CLOUDS (fig 4b), pour la famille NAVAIDS & GNSS (fig 4c), pour la famille AREAS (fig 4d), 25 pour la famille CUSTOMS (fig 4e), la figure 5a montre un exemple d'approximation géométrique d'une surface par des facettes triangulaires, et la figure 5b un exemple de corrélation de ces facettes avec la trajectoire en un point TRAJ(i), les figures 6a et 6b illustrent le problème de filtrage d'informations 30 (flux nuageux) à corréler avec la trajectoire, avec un filtrage insuffisant (fig 6a), et adapté (fig 6b), les figures 7 montrent des exemples de corrélation d'informations filtrées de diverses familles avec la trajectoire, selon l'invention, avec une représentation latérale avec un mode d'affichage « along » (fig 7a), une 35 représentation verticale (fig 7b), une représentation latérale avec un mode d'affichage « aloft » (fig 7c) ; la figure 7d montre un exemple de représentation synthétique des vents sur toutes les tranches d'altitudes corrélées avec le plan de vol vertical c'est-à-dire avec les heures de passage sur la tranche d'altitude, les figures 8 montrent un exemple de FMS (fig 8a) et différents exemples d'implémentation du procédé selon l'invention : inclus dans le FMS ou dans un EFB (fig 8b), inclus dans un module multi-système relié à un FMS (fig 8c), inclus dans un CDS relié à un FMS. D'une figure à l'autre, les mêmes éléments sont repérés par les mêmes références. On décrit en relation avec l'organigramme de la figure 2 les différentes étapes du procédé selon l'invention. Etape A: extraction des données - insertion dans une base de données BDD1 par familles de données et éventuellement sous-familles de données. Cette première étape consiste à acquérir les données intéressantes à représenter, au travers des différents capteurs et systèmes disponibles. Les listes fournies ci-dessous sont non exhaustives, mais permettent de comprendre le fonctionnement du procédé. Ces données vont former une base de données BDD1 dans laquelle elles sont assemblées par familles. Au cours de cette étape on extrait les données météo de la manière suivante : Vent et températures par liaison de données numériques (« uplinks ») : les données de vent peuvent actuellement être transmises sous forme de messages numériques (selon la norme ARINC702A, pour la partie AOC pour « Airline Operational Communication ») contenant : o Les coordonnées géographiques du vecteur vent (latitude/longitude/altitude) ; o Le vecteur vent en ce point : vitesse longitudinale et vitesse verticale du vent, direction ; o L'heure et la durée de validité de la prévision, par exemple en utilisant le procédé décrit dans le brevet THALES (US2007/179703 « Process taking into account a local and favorable sivation flot conforming to a general meteorological forecast») ; o Les coordonnées géographiques du scalaire « température » (latitude/longitude/altitude) ; o La température en ce point ; o La pression et l'humidité en ce point de la même manière (coordonnées + évolution temporelle), par exemple en utilisant le procédé décrit dans le brevet cité ci-dessus. Météo par cartes embarquées : les données de vent peuvent actuellement être chargées dans une base de données selon le même modèle de structure qu'indiqué précédemment. Météo issue de systèmes de détection embarqués à bord de l'aéronef tels qu'un radar météo (« Weather Radar ») : o Les Radars météo actuels disposent de fonctionnalités de mesure de la vitesse du vent, dans le cône visualisé par le radar. Ces données sont précises mais valides uniquement à proximité (quelques dizaines de NM) de l'avion. Un vecteur vent peut donc être déterminé, sa date de validité étant l'heure courante, et ses coordonnées géographiques étant celles des échos radars. o Ces radars météo permettent également de mesurer les nébulosités, et incluent donc des données d'humidité et de température. Volumes météo : nuages, jetstreams, turbulences, zones de givrage. Ces informations existent sous forme de carte valable à une date donnée qui est superposée sur la trajectoire, comme proposé dans le document US2011 /0102192, § [0030]. En couplant ces données à un traitement d'image effectué au sol, on transforme ces surfaces en objets numériques exploitables tels que des polygones s'il s'agit de surfaces et de polyèdres s'il s'agit de volumes. Météo saisie par l'équipage au travers de ses interfaces Homme Machine (IHM). 12 3021107 On extrait les données géographiques suivantes de la même manière par liaison de données numériques (« uplinks ») et en utilisant des cartes embarquées : 5 Frontières entre états, Secteurs aériens, espaces aériens régionaux (FIR), Zones de survol à horaires, routes océaniques à horaires. 10 On extrait les données de navigation de la même manière par liaison de données numériques (« uplinks ») et en utilisant des Notams embarquées : Etat des constellations satellitaires, Etat des balises de radionavigation ; en maintenance, en panne, 15 en fonctionnement dégradé..... Cette étape permet également de définir manuellement des données à représenter, soit pour remplacer des données qui n'ont pas été numérisées et ne sont donc pas extractibles des autres systèmes ou 20 disponibles par liaison de données, soit pour insérer des données « propriétaires » qui ne font pas partie de la liste des données exprimées ci-dessus. Afin d'être exploitables par les étapes suivantes, et comme illustré figure 3a, les données propriétaires sont caractérisées par : 25 Un nom parmi lesquels on peut citer « Contacter la compagnie aérienne » (« Contact AOC ») comme montré dans l'exemple de la figure 3a , ou « Données cabine » telles que phases de sommeil, distribution des repas, etc), ou ... Une date de début et de fin de validité 30 Une priorité qui sera utilisée dans l'étape ultérieure de filtrage, Un type de représentation graphique éventuellement sous forme de texte, tel que : événement temporel, point géographique (donné par latitude/longitude, altitude), vecteur (donné par un point géographique, une intensité et une direction), surface (ensemble de 13 3021107 points géographiques définissant une surface) ou volume (ensemble de surfaces). Les données non propriétaires sont également caractérisées de la même façon. 5 L'ensemble de ces données est intégré dans une base de données BDD1 dans laquelle elles sont assemblées par familles dont des exemples sont donnés dans l'étape C. En outre pour des données de même type par exemple les 10 données de vents, issues à la fois du radar météo, des cartes embarquées et des mises à jour par liaison de données numériques, on associe à ces données un « tag » (ex : VENTS) et un degré de fiabilité en temps ou distance, afin de permettre aux étapes suivantes de travailler sur ce jeu de données cohérentes entre elles, et de bien séparer les données de types 15 différents. Etape B : formatage des données. Au cours de cette étape on formate les données en fonction de leur type : évènements, scalaires, vecteurs, surfaces et volumes, tous 20 associés à un créneau temporel de validité. Pour un évènement ponctuel le créneau temporel se réduit à une date d'occurrence. On effectue les opérations suivantes : Ordonnancement des données de même famille. On récupère dans la BDD1 les données d'une même famille. Avantageusement, on 25 supprime des données au profit d'autres, lorsque des conflits sont détectés au niveau fiabilité. Typiquement, pour des données issues à la fois d'un système externe, d'une liaison de données numériques (« uplink ») et d'une carte embarquée au début du vol, un tri est effectué : 30 o Les données issues de mesures de systèmes à bord sont jugées les plus fiables sur l'horizon spatio-temporel du système qui effectue la mesure. Pour un radar météo par exemple, les données correspondant à la zone géographique balayée sont les plus fiables dans un horizon court terme (par ex 15 min) ; o Puis les données reçues par liaison de données numériques (uplink) sont utilisées en lieu et place des données issues de cartes embarquées en pré-vol, lorsqu'il y a conflit i.e. une même donnée est définie au même endroit (à une tolérance près) avec un créneau temporel de validité commun. Calcul de la fonction d'évolution spatio-temporelle (4D) de la donnée sauf s'il s'agit de données de type évènement ; on construit ainsi des champs de : o vecteurs vents, o scalaires : température, balises de navigations, routes océaniques, o surfaces : isobare, iso-givrage, fronts, pays traversés, o volumes de nuages, de jets, zones de turbulences, espaces aériens, couloirs aériens (« airways ») à horaires. Ces champs ont un créneau temporel de validité. Etape C : Sélection de la représentation. Afin de garantir la bonne compréhension de la situation opérationnelle par l'équipage, et afin de lui permettre de se concentrer si besoin est sur les paramètres importants du vol, une étape de sélection (ou de filtrage) des données à afficher est effectuée pour ne pas surcharger la représentation globale. Un pré-paramétrage peut être proposé ou défini par la politique de la compagnie aérienne via une configuration logicielle. On effectue une sélection des informations à afficher, par famille, puis par sous-famille, et éventuellement par type de représentation et/ou par priorité de l'information. Parmi ces familles, on peut citer comme montré sur l'exemple de la figure 3b: METEO --> données liées à la météo ponctuelles ou vectorielles CLOUDS --> données météo graphiques (volumes) AREAS --> données géographiques NAVAIDS & GNSS --> aides à la localisation DAY/NIGHT --> zones de lever et coucher de soleil 15 3021107 CUSTOM --> données insérables manuellement par l'équipage ou reçues par « uplink ». Pour chaque famille et pour chaque sous-famille dont des 5 exemples sont cités dans la suite, une priorité (à ne pas confondre avec la priorité associée à chaque donnée) peut être choisie par l'équipage pour n'afficher que les informations nécessaires. Une IHM de sélection permet de choisir les priorités, par exemple P1, P2, P3. Dans l'exemple de choix de priorité montré figure 3c, on choisit de ne représenter que les données 10 sélectionnées (SEL est activé) et de priorité P1 (i.e. strictement plus prioritaire que P2) parmi les 3 familles sélectionnées dans l'IHM précédente de la figure 3b. Comme montré dans cet exemple de la figure 3c on peut aussi sélectionner une zone géographique (à 10 NM) et/ou une fenêtre temporelle (-20 mn - +40 mn). 15 Le procédé selon l'invention permet de choisir divers paramètres d'affichage. Pour les données à afficher « autour de la trajectoire » ou « ALOFT AREA » qui est l'option d'affichage indiquée figure 3c (et non sur 20 celle-ci), le procédé selon l'invention permet de choisir le corridor spatial autour de la trajectoire dans lequel on affichera les données. Ce peut être un corridor de type « bande latérale » autour de la trajectoire, ou un corridor de type « cercle autour de la trajectoire ». On propose par défaut un seul corridor, mais on pourrait proposer un corridor différent par sous-famille. Le 25 corridor est latéral pour les données latérales ; on pourrait définir un corridor vertical pour les affichages sur l'écran d'affichage vertical également. Le procédé permet également de filtrer les données à afficher selon le créneau temporel auquel elles se produisent, par rapport aux heures prédites le long de la trajectoire. Ainsi on peut choisir dans l'exemple ci- 30 dessus de n'extraire que les données se produisant 20 min avant et 40 min après l'heure prédite en chaque point de la trajectoire. Un choix de 0 min avant et 0 min après permet d'afficher les données exactement corrélées temporellement avec la trajectoire. Cette fonctionnalité est illustrée figures 6a et 6b. Dans l'exemple de la figure 6a, le créneau temporel choisi se situe entre -30 mn et + 30 mn comme indiqué en bas à droite. Mais deux flux nuageux se recouvrent : l'un croisant le point de passage WPT3 de 18h, dont l'évolution est affichée entre 17h30 et 18h30 et qui est en partie recouvert par l'autre qui croise le point de passage WPT4 de 18h20, dont l'évolution est affichée entre 17h50 et 18h50. Ainsi un flux de nuages croisant le WPT3 peut être masqué par le flux de nuages croisant le WPT4. Sur la figure 6b, on a restreint le créneau temporel d'affichage qui se situe entre -5mn et +5 mn. On évite ainsi le recouvrement et on gagne en visibilité. Selon une variante, cette sélection du créneau temporel pour chaque famille peut également être effectuée lors de l'étape E de corrélation des données avec la trajectoire. On va à présent donner des exemples de sous-familles avec éventuellement priorités associées. La famille METEO dont un exemple est montré figure 4a, comporte le mode d'affichage et les sous-familles suivantes : Le mode d'affichage : INTERPOLATED / RAW / ALOFT/ON WPT o INTERPOLATED ou RAW permet d'afficher soit les données interpolées à partir des cartes pour avoir une grille en Lat/Long déterminée (par ex affichage des grilles de vents tous les dégrées ou /2 degrés), soit les données « brutes (RAW) de la carte telle que fournie dans la BDD1. Dans l'exemple de la figure le mode INTERPOLATED est choisi. o ALOFT/ON WPT permet d'afficher les vents autour de la trajectoire ou sur les points (ON WPT nécessite la sous-catégorie INTERPOLATED). WINDS --> affichage des champs de vecteurs de vent ; dans l'exemple de la figure cette sous-famille est sélectionnée pour l'affichage avec une priorité P2, TURB --> affichage des zones de turbulences (Volumes) ; dans l'exemple de la figure cette sous-famille est sélectionnée pour l'affichage avec une priorité P1, JETS --> affichage des jet-streams (volumes ; courants forts en haute altitude) ; dans l'exemple de la figure cette sous-famille est sélectionnée pour l'affichage avec une priorité P3, WINDSHEAR --> affichage des zones de cisaillement de vent ; dans l'exemple de la figure cette sous-famille n'est pas sélectionnée pour l'affichage mais présente une priorité P2, TEMP --> affichage des cartes de température ; dans l'exemple de la figure cette sous-famille n'est pas sélectionnée pour l'affichage mais présente une priorité P3. La famille CLOUDS dont un exemple est montré figure 4b, comporte le mode d'affichage et les sous-familles suivantes : Le mode d'affichage : o ALOFT/ALONG --> permet d'afficher les nébulosités autour de la trajectoire ou sur la trajectoire (i.e. ceux qui croisent la trajectoire. o ALL --> affichage de tout type de nébulosité CUNIMB --> affichage uniquement des Cumulonimbus (les nuages les plus dangereux pour les vols) ; dans l'exemple de la figure cette sous-famille est sélectionnée pour l'affichage avec une priorité P3, RAINY --> affichage des nuages dans lesquels il pleut ; dans l'exemple de la figure cette sous-famille est sélectionnée pour l'affichage avec une priorité P2, STORMY --> affichage des nuages à forte évolution de vitesse, et éclairs ; dans l'exemple de la figure cette sous-famille est sélectionnée pour l'affichage avec une priorité Pl, ICING --> affichage des nuages givrants ; dans l'exemple de la figure cette sous-famille n'est pas sélectionnée pour l'affichage mais présente une priorité P2. La famille NAVAIDS & GNSS dont un exemple est montré figure 4c, comporte le mode d'affichage et les sous-familles suivantes : Le mode d'affichage : o ALOFT/ALONG --> permet d'afficher les balises et réceptions satellitaires autour de la trajectoire ou sur la trajectoire (i.e. ceux qui croisent la trajectoire). o ALL --> affichage de tout type d'aide à la navigation, NAVAIDS -> permet d'afficher des balises de radionavigation sol; dans l'exemple de la figure cette sous-famille est sélectionnée pour l'affichage avec une priorité PI XLS --> affichage des balises de radionavigation d'aides à l'approche (ILS, MLS, GLS, FLS, SLS ...) ; dans l'exemple de la figure cette sous-famille est sélectionnée pour l'affichage avec une priorité P2, GPS --> affichage de l'état de la constellation GPS dans la zone, dans l'exemple de la figure cette sous-famille est sélectionnée pour l'affichage avec une priorité Pl, GAULE() --> affichage de l'état de la constellation GALILEO dans la zone ; dans l'exemple de la figure cette sous-famille est sélectionnée pour l'affichage avec une priorité P2. La liste est non exhaustive. Elle correspond aux capacités matérielles de réception de l'aéronef. La catégorie AREAS dont un exemple est montré figure 4d, comporte le mode d'affichage et les sous familles suivantes : Le mode d'affichage : o ALOFT/ALONG --> permet d'afficher les zones géographiques autour de la trajectoire ou sur la trajectoire (i.e. ceux qui croisent la trajectoire). o ALL --> affichage de tout type de caractéristique géographique (incl. montagnes, rivières, terre mer ...) FRONTIERS --> affichage des frontières entre états ; dans l'exemple de la figure cette sous-famille est sélectionnée pour l'affichage avec une priorité P3, REST. AIRSPACE --> affichage de l'état des espaces aériens traversés (volumes d'espaces et caractéristiques d'autorisations de survol) en fonction des heures ; dans l'exemple de la figure cette sous-famille est sélectionnée pour l'affichage avec une priorité P2, AIS --> affichage des informations aéronautiques (Airways, FIR, zones terminales ...) ; dans l'exemple de la figure cette sous-famille est sélectionnée pour l'affichage avec une priorité P1, TRACKS --> affichage des routes océaniques (routes publiées quotidiennement pour les traversées d'océans) et de leurs heures d'ouverture/fermeture ; dans l'exemple de la figure cette sous-famille n'est pas sélectionnée pour l'affichage mais présente une priorité P2. La liste est non exhaustive. La famille CUSTOMS dont un exemple est montré figure 4e, comporte le mode d'affichage et les sous-familles définies par le pilote : Le mode d'affichage : o ALOFT/ALONG --> permet d'afficher les informations autour de la trajectoire ou sur la trajectoire (i.e. ceux qui croisent la trajectoire). o ALL --> affichage de tout type Sur l'exemple de la figure, on a par exemple un rappel de contact de la compagnie aérienne, les heures de service des PNC (personnel navigant de cabine) pour les repas en cabine, et un changement d'équipage La liste est non exhaustive. La famille DAY/NIGHT n'a pas de sous-famille. Connaissant les éphémérides, et donc pour un pays traversé l'heure de coucher du soleil et de lever du soleil (heure locale), on calcule l'heure UTC avec le faisceau horaire de la zone géographique. Par exemple, dans un pays où le faisceau horaire est +6h (i.e. il est 18h quand il est midi UTC), et où l'heure locale de lever de soleil est égale à 7h45, l'heure stockée UTC de lever de soleil sera 1h45. Etape D: Discrétisation spatio-temporelle de la trajectoire. Afin d'aider à la corrélation spatio-temporelle trajectoire et données de l'étape suivante, une étape intermédiaire de traitement de la trajectoire prédite est effectuée. A partir de la trajectoire (points de passage, segments de droite et virages, profil vertical en altitude, en vitesse, heures prédites de passage aux différents points), on sauvegarde un point caractéristique TRAJ(i) donné par : Latitude / Longitude / Altitude, Heure prédite, Vitesse éventuellement, éventuellement Distance à la destination (« Dist to Dest ») valant 0 à la destination, ou distance from aircraft valant 0 à la position courante avion, Tag : « Point de trajectoire » éventuellement. Pour des segments de trop grande longueur (plus de 3 minutes de longueur par ex, mais la valeur peut être choisie différente), on discrétise la trajectoire et on rajoute des points caractéristiques. On obtient donc une succession d'éléments géométriques en 3D caractérisés par une heure de début et de fin. La trajectoire est composée de N éléments TRAJ(i), pour i = 1... N. Etape E: Corrélation spatio-temporelle trajectoire & données pour déterminer les objets qui croisent la trajectoire ; le but est de déterminer autour de chaque élément TRAM de la trajectoire, les données géographiquement présentes selon un créneau spatial donné et dans un créneau horaire donné par rapport à l'heure prédite au dit élément (créneau = - X minutes ; + Y minutes). On trie les données à afficher par vérification de leur distance par rapport à la trajectoire, et en vérifiant leur heure d'occurrence par rapport aux heures prédites le long de la trajectoire. - Si la donnée est de type événement (ex : lever de soleil) : On recherche l'indice k parmi 1, .., N-1 tel que : Heure(TRAJ(k)) Par exemple pour la « Dist To Dest », afin de créer le point caractéristique « DAY » (de même structure que les points TRAJ, avec un tag correspondant à l'évènement). Ainsi pour l'événement « lever de soleil » (ou DAY), on aura créé un point DAY (lat, long, alt, heure, vitesse, dist to dest, tag = « DAY »). Ses coordonnées et paramètres sont interpolés. Par exemple pour la « Dist to Dest » : Dist to Dest(DAY) = Dist to Dest(TRAJ(k)) - [Dist to Dest(TRAJ(k)) - Dist to Dest(TRAJ(k+1))] (heure(TRAJ(k)) - heure level soleil)/ (heure(TRAJ(k)) - heure(TRAJ(k+1)) - Si la donnée est de type champ de scalaires (par exemple grilles de températures dans l'atmosphère : TEMP(lat,long,alt, heure) ; cela s'applique de même aux autres données scalaires. Set i : ==1 Tant que i Etape F: Affichage des données avec filtrage pour lisibilité selon une symbologie prédéterminée. Il s'agit d'une étape de formatage graphique permettant un affichage intuitif des données évoluant temporellement On filtre les affichages en utilisant les critères de sélection de l'étape C. On particularise la représentation des données importantes telles que les données de priorité P1 croisant la trajectoire, avec un formalisme particulier comme une couleur par exemple. On propose également un formalisme pour les données évolutives, permettant de juger du déplacement géographique. Par exemple, une flèche entre les barycentres des objets. Dans les exemples des figures 7, la trajectoire survole l'Iran (IR), le Pakistan (PK) et l'Inde (IN) et des informations de diverses familles sont 15 corrélées temporellement. Les figures représentent respectivement : - une trajectoire latérale affichée selon un mode « along » sur la trajectoire avec une interpolation spatiale et temporelle de la grille de vent (fig 7a), - les trajectoires verticales correspondantes : sans représentation des vents figure 7b et avec une représentation de la direction des vents figure 7d. Cette 20 synthèse de la météo sur toutes les tranches d'altitudes est corrélée par rapport à l'heure de passage sur la tranche d'altitude : une couleur par direction de vent (simple), Head (vent de face), Tail (vent arrière), Neutral (pas de vent) ou Unknown (pas de données), éventuellement associée à un dégradé de cette couleur donnant l'indication de la force du vent. Cette 25 présentation synthétique permet au pilote de voir s'il est sur la "meilleure" tranche d'altitude du point de vue des informations météo. - la trajectoire horizontale avec filtrage et affichage des vents selon un corridor autour de cette trajectoire (mode d'affichage « aloft »), figure 7c. 30 L'évolution nuageuse est particularisée avec un bord de couleur (rouge par exemple) au moment où le nuage orageux croise la trajectoire entre WPT2 et WPT3. Des flèches courbes permettent de relier les représentations du même nuage à des instants différents ; l'heure est affichée dans la forme du nuage également. De même, la non disponibilité de toute la constellation GNSS entre 19h et 19h38, lorsque l'avion sera au point WPT4, est matérialisée par un pictogramme rouge par exemple. Idem pour la fermeture de la zone Z1, quand l'avion sera vers 5 WPT7, et la maintenance de la balise entre 23h40 et 01h00 pour l'atterrissage. Comme indiqué sur l'organigramme de la figure 2, on ajuste ensuite lorsqu'il y a une modification de la trajectoire latérale ou verticale par 10 l'équipage, ou modification des données prédites lorsque les conditions réelles rencontrées par l'aéronef font que l'on s'écarte de la trajectoire prédite : par exemple une vitesse réelle plus faible va modifier les heures de passage aux points prédits et demander une mise à jour, une modification des choix des données à représenter, ou une modification des données à 15 représenter (réception d'une nouvelle carte, modification manuelle d'une entrée customisée ...). Le procédé selon l'invention permet d'effectuer une représentation des données connexes à la trajectoire 4D affichée, en prenant en compte 20 l'axe temporel sur des horizons de temps permettant à l'équipage d'appréhender sur une unique représentation l'évolution de la situation prédite, sans pour autant surcharger les affichages, pour garder une lisibilité et une compréhension optimale de la situation. Il permet aussi : 25 de régler les horizons autour de la trajectoire prédite dans un but d'aide à la décision (déroutement, application anticipée de procédures ), de filtrer manuellement le degré d'évolution à afficher pour donner soit seulement la situation prédite, soit son évolution sur une plage 30 temporelle proche et autour des heures de passage prédites le long de la trajectoire, soit une évolution sur la plage temporelle du vol complet, de représenter des données qui évoluent, en les liant graphiquement pour qu'apparaisse explicitement le déplacement 35 spatio-temporel de ladite donnée. Il peut en outre s'appliquer à tout type de trajectoire, que ce soit la trajectoire en cours de vol ou des trajectoires alternatives, par exemple des trajectoires alternatives de travail (cadre « What if ») avec une présentation des informations corrélées temporellement pour : des trajectoires ETOPS ou de déroutement, un plan de vol de dégagement, des routes latérales optionnelles, des plans de vol suivants, des plans de vol de travail « panne moteur », des plans de vol à niveaux différents. Le procédé peut être mis en oeuvre dans un calculateur de type FMS, ou dans une fonction FM (« Flight Management ») d'un calculateur. La figure 8a représente un FMS disposant des modules suivants décrits dans la norme ARINC 702 (Advanced Flight Management Computer System, Dec 1996). Ils assurent tout ou partie des fonctions de : Navigation LOCNAV, 170, pour effectuer la localisation optimale de l'aéronef en fonction des moyens de géo-localisation (GPS, GALILEO, balises radios VHF, centrales inertielles) ; Plan de vol FPLN, 110, pour saisir les éléments géographiques constituant le squelette de la route à suivre (procédures de départ et d'arrivée, points de passages (waypoints), airways) ; Base de donnée de navigation NAVDB 130, pour construire des routes géographiques et des procédures à partir de données incluses dans les bases (points, balises, legs d'interception ou d'altitude...) ; Base de données de performance, PRF DB 150, contenant les paramètres aérodynamiques et moteurs de l'appareil ; Trajectoire latérale TRAJ, 120 pour construire une trajectoire continue à partir des points du plan de vol, respectant les performances avion et les contraintes de confinement (RNP) ; Prédictions PRED, 140 pour construire un profil vertical optimisé sur la trajectoire latérale ; Guidage, GUID 200, pour guider dans les plans latéraux et verticaux l'aéronef sur sa trajectoire 3D, tout en optimisant la vitesse ; Liaison de données numériques DATALINK, 180 pour communiquer avec les centres de contrôle et les autres aéronefs. A partir du plan de vol défini par le pilote sous forme d'une liste de points de passage appelés « waypoints » (WPT), la trajectoire latérale est calculée en fonction de la géométrie entre les points de passage (appelés couramment LEG) et/ou les conditions d'altitude et de vitesse qui sont utilisées pour le calcul du rayon de virage. Sur cette trajectoire latérale, le FMS optimise une trajectoire verticale (en altitude et vitesse), passant par des contraintes éventuelles d'altitude, de vitesse, de temps. L'ensemble des informations entrées ou calculées par le FMS est regroupé sur des écrans d'affichages (pages MFD (acronyme de l'expression anglo-saxonne « MultiFunction Display »), écrans de visulation ND 15 (acronyme de l'expression anglo-saxonne Navigation Display ») et PFD (acronyme de l'expression anglo-saxonne Primary Flight Display »), HUD (acronyme de l'expression anglo-saxonne « Head Up Display ») ou autre). Selon un premier mode de réalisation décrit en relation avec la figure 8b, la BDD1 est hébergée dans le FMS comme nouvelle base de 20 données dans laquelle sont stockées les données des équipements (capteurs, ...) autres que le FMS. L'éventuelle discrétisation de la trajectoire est effectuée par le module TRAJ. La sélection des données est effectuée par l'IHM de sélection. 25 A partir des sélections effectuées par le pilote, la corrélation des données temporelles est effectuée par le module PRED, ainsi que la mise en forme et l'envoi des données aux écrans d'affichages, la trajectoire et les données étant envoyées aux écrans d'affichage du cockpit (Navigation Display et/ou Vertical Display). 30 Certaines fonctions peuvent être assurées par des modules intégrés dans un EFB (Electronic Flight Bag), un ANS (Airport Navigation System, i.e. système de roulage au sol) ou un PC portable ou tablette, ou enfin sur des écrans d'outils sol, avec par exemple un système de corrélation dédié. 35 Selon un deuxième mode de réalisation décrit en relation avec la figure 8c, le FMS (ou EFB ou ANS) fournit la trajectoire à la BDD1. Les autres équipements (sol ou bord) envoient les données à afficher dans la BDD1. Un corrélateur se charge de l'exploitation des données des divers équipements, sur la base de sélections pilotes via l'IHM de sélection. Le corrélateur formate la trajectoire et les données et les envoie au CDS pour affichage. Selon un troisième mode de réalisation décrit en relation avec la figure 8d, la corrélation des données avec la trajectoire est effectuée par le CDS, sur la base de sélections pilotes effectuées via l'IHM de sélection. Selon ce mode de réalisation, le FMS (ou EFB ou ANS) fournit la trajectoire dans la BDD1. Les autres équipements (sol ou bord) envoient les données à afficher dans la BDD1. D'autres modes de réalisation sont possibles dans lesquels la BDD1 n'est plus une base de donnée centralisée, mais chaque équipement stocke ses données, et lors de l'étape de corrélation les données de chaque équipement sont lues.20 REVENDICATIONS1. Procédé d'aide à la navigation d'un aéronef équipé de - capteurs, - d'un calculateur de trajectoire spatio-temporelle, (120) - de moyens de stockage (130, 150, BDD1) de données prédéterminées et de données acquises en cours de navigation dont des données météorologiques, - de moyens d'affichage (ND, VD, CDS) de la trajectoire spatio-temporelle et de données dont les données météorologiques sur un même écran d'affichage, - d'une unité de traitement (FMS) des données captées, prédéterminées et acquises et de la trajectoire, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - assemblage par familles de données par l'unité de traitement, des données prédéterminées et des données acquises, les familles étant prédéfinies, chaque donnée étant en outre associée à un créneau temporel de validité, (étape A), -formatage des données des familles pour associer à chaque donnée un type de représentation graphique sous forme de texte ou de scalaire ou de vecteur ou de surface ou de volume, (étape B), - sélection de familles de données à représenter, (étape C), - choix d'un créneau temporel d'affichage pour chaque famille de données à représenter, (étape C), - discrétisation spatio-temporelle de la trajectoire, (étape D), - corrélation spatio-temporelle de la trajectoire discrétisée avec chaque famille de données en fonction des créneaux temporels de validité, dans le créneau temporel d'affichage de ladite famille, pour extraire un sous-ensemble de chaque famille de données, par l'unité de traitement, (étape E), - affichage des sous-ensembles en une unique représentation sur un même écran d'affichage, (étape F).35 2. Procédé d'aide à la navigation d'un aéronef selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le choix des familles à représenter est prédéterminé ou déterminé par l'équipage ou automatiquement. 3. Procédé d'aide à la navigation d'un aéronef selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des priorités sont choisies pour des familles et/ou des sous-familles. 4. Procédé d'aide à la navigation d'un aéronef selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un degré de fiabilité étant associé à des données, l'étape de formatage est en outre réalisée par degré de fiabilité. 5. Procédé d'aide à la navigation d'un aéronef selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les familles de données sont une famille de données météorologiques et/ou une famille de données géographiques et/ou une famille de données de navigation et/ou une famille de données fournies par l'équipage. 6. Procédé d'aide à la navigation d'un aéronef selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des sous-familles étant associées à des données, l'étape d'assemblage est en outre réalisée par sous-familles. 7. Système d'aide à la navigation d'un aéronef qui comprend : - des capteurs, - un calculateur de trajectoire spatio-temporelle, (120) - des moyens de stockage (130, 150, BDD1) de données prédéterminées et de données acquises en cours de navigation dont des données météorologiques, - des moyens d'affichage (ND, VD, CDS) de la trajectoire spatio-temporelle et de données dont les données météorologiques sur un même écran d'affichage, - d'une unité de traitement (FMS) des données captées, prédéterminées et acquises et de la trajectoire,- des moyens de mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes.