Procedimiento para optimizar la gestión del tiempo de radar para radares secundarios que funcionan en modo S.

Procedimiento de gestión en tiempo real y de secuenciación de los intercambios de informaciones entre un radar secundario que funciona en modo S y una pluralidad de aeronaves,

realizándose los intercambios entre el radar y una aeronave, según la aeronave considerada, bien en un modo de interrogación no selectiva, SSR, IFF o "All Call", o bien en un modo de interrogación selectiva "Roll Call",

caracterizado porque, realizándose los intercambios de informaciones según los modos de interrogación no selectiva durante unos periodos (41) sucesivos asignándose cada periodo específicamente a uno o varios modos no selectivos, se realizan los intercambios en modo de interrogación selectiva en forma de transacciones (21, 22), constituyendo cada transacción un intercambio de informaciones entre el radar y una aeronave dada e intercalándose temporalmente en los intervalos (43) de tiempo no utilizados para unas tareas de interrogaciónrespuesta en modo no selectivo en los periodos (41) asignados a los modos no selectivos.

Procedimiento para optimizar la gestión del tiempo de radar para radares secundarios que funcionan en modo S

La invención se refiere al campo de los modos de funcionamiento de los radares secundarios, de los modos civiles en particular pero también se puede utilizar con los modos de funcionamiento militares. Esta se refiere en particular a la gestión del tiempo asignado a cada uno de los modos de interrogación utilizado por un radar secundario para interrogar a las aeronaves de las que garantiza el control.

En el campo de la vigilancia del tráfico aéreo el seguimiento de aeronaves en una zona dada del espacio aéreo está tradicionalmente garantizado por dos tipos de radares, los radares denominados primarios cuyo funcionamiento se conoce y que no requieren ninguna cooperación de los blancos seguidos, y los radares secundarios cuyo funcionamiento sigue un proceso interrogación-respuesta que necesita que el blanco interrogado, blanco cooperante, responda de acuerdo con un protocolo determinado. De este modo, el tiempo de funcionamiento de un radar secundario está de este modo principalmente consagrado a la emisión de mensajes sucesivos de interrogación y a la recepción de las respuestas correspondientes emitidas por los diferentes blancos seguidos.

En la actualidad el control del tráfico aéreo por medio de radares secundarios utiliza un número importante de modos de interrogación. Estos modos se caracterizan en particular por el tipo de aeronave, civil o militar, a la cual están destinados y por el carácter general o específico de las interrogaciones realizadas. De este modo, se distinguen en particular:

- los modos de interrogación de tipo IFF, de uso puramente militar, como los modos SSR 1, 2 y 4 para los cuales las interrogaciones emitidas por el radar secundario están destinadas a todas las aeronaves militares; -los modos de interrogación de tipo SSR, de uso civil y militar, como los modos SSR 3/A y C para los cuales las interrogaciones emitidas por el radar secundario tienen un destino general, es decir están destinadas a todas las aeronaves civiles y militares; -los modos de interrogación de tipo "All Call" (o "AC") según la denominación anglosajona, para los cuales las interrogaciones emitidas por el radar secundario también están destinadas a las aeronaves Modo S a priori aun no gestionadas por el radar en interrogaciones selectivas; -los modos de interrogación de tipo "Roll Call" (o "RC") según la denominación anglosajona, para los cuales las interrogaciones selectivas emitidas por el radar secundario tienen un destino particular, estando cada interrogación selectiva destinada a una aeronave dada que es la única que debe responder a esta interrogación.

Debido a la creciente densidad de aeronaves en circulación en una misma zona del espacio, y a la diversidad de los modos de interrogación, la optimización del tiempo de radar, es decir la optimización del número de interrogaciones que se pueden realizar en un tiempo dado, representa por principio una tarea difícil de realizar correctamente. En efecto, el tiempo al cabo del cual llega al radar la respuesta a una interrogación dada está en particular ligado al protocolo empleado por la interrogación y a la distancia de la aeronave al radar, distancia que se sitúa en los límites del alcance con instrumentos del radar.

El problema de la optimización de la gestión del tiempo se plantea, por lo tanto, de manera cada vez más aguda, tanto para los sistemas civiles como militares, encargados del control del tráfico aéreo (ATC por "Air Traffic control" según la denominación anglosajona) . Para responder a las restricciones de seguridad, los radares civiles (ATC) deben en efecto poder a la vez garantizar una cobertura de largo alcance, garantizar para cada blanco seguido un número de disparos directos importante, de manera más particular para los modos de interrogación SSR e IFF, aplicando unas velocidades de rotación de antena cada vez más elevadas, en relación con las cadencias demandadas en materia de actualización de las informaciones por el radar. Los radares militares deben, por su parte, además de las tareas de interrogación conferidas a los radares civiles, los modos SSR-3/A, SSR_C y el modo S (o MS) en particular, garantizar también las tareas de interrogación en modos militares (modos 1, 2, 4, 5) .

Esto da como resultado que el tiempo de iluminación que se puede asignar a un blanco dado se vuelve un recurso escaso y aun más cuando la velocidad de rotación del radar es importante y cuando el número de blancos que hay que tratar va creciendo.

Una solución aplicada hoy en día en el campo de los radares militares consiste en establecer en varias vueltas (tradicionalmente entre dos y cuatro vueltas) la utilización de estos diferentes modos de interrogación de las aeronaves seguidas. En consecuencia, el porcentaje de renovación de la información se vuelve más bajo lo que conduce a un resultado, en términos de actualización de la información, opuesto al buscado por la utilización de una velocidad de rotación de antena más elevada. Dicha solución es, por otra parte, incompatible con las restricciones de seguridad impuestas en el campo del control del tráfico aéreo civil, que exigen una renovación regular de la información en cada vuelta de antena.

En el estado actual de la técnica, la consideración de las restricciones de seguridad impuestas por las autoridades de la aviación civil internacional han llevado hasta este día a los industriales del sector a asignar unos periodos dedicados a los diferentes tipos de interrogación utilizados (AC, RC, IFF o SSR) y para secuenciar estas interrogaciones de manera alterna. De este modo, cada tipo de interrogación ve asignado un periodo de duración definida de tal modo que el tiempo de radar se descompone en una sucesión de periodos consecutivos, dedicados

en alternancia a cada tipo de interrogación. El número de periodos IFF y SSR debe ser suficiente por vuelta de la antena para garantizar la detección correcta de la aeronave en el modo SSR e IFF considerado.

El documento Eurocontrol titulado "Principles of Mode S Operation and Interrogation Code" del 18/03/2003 explica por otra parte con claridad que se recomienda una asignación temporal para cada tarea.

De este modo, en el estado de la técnica, durante cada intervalo de tiempo dedicado a los periodos de interrogación de tipo RC ("Roll Call") el radar secundario se ve obligado, siendo la gestión de los modos la que es, a responder a dos exigencias:

- gestionar el entrelazamiento de las tareas de interrogaciones selectivas en modo S de las aeronaves que funcionan en este modo y que se encuentran en el lóbulo de antena considerado y de las tareas de recepción y de tratamiento de las respuestas selectivas devueltas por estas aeronaves, de tal modo que en particular la emisión de una interrogación no se produzca en un instante para el cual otra respuesta selectiva a una anterior interrogación selectiva llega al radar, y que no se solapen dos interrogaciones selectivas o incluso dos respuestas selectivas; -interrogar de forma selectiva con éxito, es decir generando una respuesta selectiva decodificada positivamente por el radar, al menos una vez a cada aeronave que funciona en modo S durante el intervalo de tiempo durante el cual su posición es barrida por el lóbulo de antena.

La disposición de estas tareas debe, por otra parte, realizarse sin solapamiento de tal modo que se eviten los fenómenos de interferencia síncrona entre respuestas selectivas.

Con la introducción del modo S, la proporción de aviones equipados con medios que les permitan utilizar este modo S (MS) era reducido, del orden de un 20 %. En consecuencia, en el intervalo de tiempo fijo dedicado a las interrogaciones de tipo Roll Call, era posible proceder a la interrogación de todas las aeronaves susceptibles de ser interrogadas en modo S, teniendo en cuenta el ancho del haz del radar y su posición en el instante considerado. El resto de las aeronaves, en una proporción del orden de un 80 %, era por tanto objeto e interrogaciones en modo IFF, en modo SSR o en modo S All Call (o AC) .

En la actualidad, la situación se ha invertido completamente y se puede considerar que en Europa en particular la mayor parte de las aeronaves (más del 95 %) están equipadas con unos medios que solo permiten su interrogación en modo S mientras que solo un 5 % están equipadas con unos medios que solo permiten interrogarlas en modos SSR e IFF. Esta inversión tiene como principal consecuencia que, al estar fijadas las duraciones de los periodos de interrogación que corresponden a los diferentes modos, el intervalo de tiempo dedicado a las interrogaciones de tipo Roll Call se vuelve insuficiente... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de gestión en tiempo real y de secuenciación de los intercambios de informaciones entre un radar secundario que funciona en modo S y una pluralidad de aeronaves, realizándose los intercambios entre el radar y una aeronave, según la aeronave considerada, bien en un modo de interrogación no selectiva, SSR, IFF o "All Call", o bien en un modo de interrogación selectiva "Roll Call", caracterizado porque, realizándose los intercambios de informaciones según los modos de interrogación no selectiva durante unos periodos (41) sucesivos asignándose cada periodo específicamente a uno o varios modos no selectivos, se realizan los intercambios en modo de interrogación selectiva en forma de transacciones (21, 22) , constituyendo cada transacción un intercambio de informaciones entre el radar y una aeronave dada e intercalándose temporalmente en los intervalos (43) de tiempo no utilizados para unas tareas de interrogaciónrespuesta en modo no selectivo en los periodos (41) asignados a los modos no selectivos.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque consta al menos:

- de un primer módulo (52) encargado de la gestión temporal y de la disposición de los intercambios a realizar durante los periodos asignados a unos intercambios en modo no selectivo; -de un segundo módulo (57) encargado de la gestión temporal de las transacciones a realizar en modo selectivo; -de un tercer módulo (59) encargado de la disposición en el tiempo de las transacciones a realizar en modo selectivo y de la inserción de las interrogaciones y de las respuestas que constituyen estas transacciones en los periodos asignados a los intercambios en modo no selectivo, proporcionando el segundo módulo (57) al tercer módulo (59) las informaciones relativas a las transacciones a realizar teniendo en cuenta la posición de la antena de radar y proporcionando el primer módulo (52) al tercer módulo (59) , para cada periodo asignado a unos intercambios en modo no selectivo, informaciones relativas a la posición y a la duración de los intervalos (12, 13, 15 o 16) de tiempo durante los cuales no es posible otro intercambio.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el segundo módulo (57) controla además temporalmente las tareas (17) asociadas a realizar y porque el tercer módulo (59) inserta estas tareas en la secuenciación general.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque las tareas (17) asociadas se ejecutan durante los intervalos (43) de tiempo de los periodos (41) asignados a los intercambios en modo no selectivo, durante los cuales no se puede ejecutar ninguna operación de interrogación (21) o de escucha (22) de respuesta que forme una transacción en modo selectivo.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque las tareas (17) asociadas son tareas de prueba del buen funcionamiento del radar.

6. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque el segundo módulo (57) elabora un indicador (512) de sobrecarga previsible de las transacciones en modo selectivo, y transmite este indicador al primer módulo (52) y al sistema de gestión espacio-temporal del radar, siendo activado el indicador si, teniendo en cuenta el número de transacciones (21, 22) en modo selectivo a realizar y los intervalos (12, 13, 15 o 16) de tiempo durante los cuales no es posible ninguna transacción, no se pueden realizar todas las transacciones (21, 22) en modo selectivo requeridas.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque, cuando se activa el indicador de sobrecarga previsible, el primer módulo (52) modifica el encadenamiento de los periodos (61, 62) de intercambio de información en modo no selectivo para insertar unos periodos (63) de intercambio de información en modo selectivo en este encadenamiento, realizándose entonces los intercambios de información en modo selectivo a la vez en forma de transacciones (42) realizadas de manera asíncrona y en forma de transacciones ejecutadas durante los periodos (63) asignados a los intercambios en modo selectivo que han sido insertados.