FR3142011A1 - Système de guidage et de navigation d'un aéronef - Google Patents

Système de guidage et de navigation d'un aéronef Download PDF

Info

Publication number
FR3142011A1
FR3142011A1 FR2211800A FR2211800A FR3142011A1 FR 3142011 A1 FR3142011 A1 FR 3142011A1 FR 2211800 A FR2211800 A FR 2211800A FR 2211800 A FR2211800 A FR 2211800A FR 3142011 A1 FR3142011 A1 FR 3142011A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
gnss
sbas
validity
information
messages
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR2211800A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3142011B1 (fr
Inventor
Denis Bouvet
Pierre-Yves Dumas
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Original Assignee
Thales SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thales SA filed Critical Thales SA
Priority to FR2211800A priority Critical patent/FR3142011B1/fr
Priority to EP23802268.5A priority patent/EP4619785A1/fr
Priority to PCT/EP2023/081184 priority patent/WO2024104864A1/fr
Publication of FR3142011A1 publication Critical patent/FR3142011A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3142011B1 publication Critical patent/FR3142011B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
    • G01S19/08—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing integrity information, e.g. health of satellites or quality of ephemeris data
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/02—Details of the space or ground control segments
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/20—Integrity monitoring, fault detection or fault isolation of space segment
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/21—Interference related issues ; Issues related to cross-correlation, spoofing or other methods of denial of service
    • G01S19/215—Interference related issues ; Issues related to cross-correlation, spoofing or other methods of denial of service issues related to spoofing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

La présente invention porte sur un système de guidage et de navigation d'un aéronef comprenant : - un récepteur (R) GNSS configuré pour recevoir des signaux GNSS, ainsi que des signaux SBAS dans au moins une zone de service SBAS, ces signaux comprenant des messages GNSS et SBAS, munis d'au moins une information d'authentification chiffrée au moyen d'une clé privée, et le récepteur (R) comprenant un module (SP) de traitement de signal muni d'un module (ETM) d'extraction et de transmission desdits messages ; et- un dispositif (DD) d'extraction de ladite au moins information d'authentification des messages, transmis par le module (SP) de traitement de signal, et de son déchiffrement, au moyen d'une clé publique, configuré pour délivrer en sortie au moins une information de validité/invalidité des messages reçus. Figure pour l’abrégé : [Fig.1]

Description

Système de guidage et de navigation d'un aéronef
L'invention porte sur un système de guidage et de navigation d'un aéronef, utilisant au moins un récepteur de navigation par satellites.
La dépendance de l’industrie du transport et de l’aviation en particulier au système mondial de navigation par satellite (GNSS), utilisant une ou plusieurs constellations de satellites, telles le système américain GPS ou le système européen Galileo, a souligné l'importance de la précision et de l’intégrité de fonctionnement de ces récepteurs, notamment ceux développés selon le standard RTCA/DO-229, particulièrement par rapport à de possibles interférences.
Un but de l'invention est de fournir un système de guidage et de navigation d'un aéronef civil exploitant les signaux GNSS et SBAS (Satellite Based Augmentation System), et qui soit moins sensible aux interférences.
L'augmentation SBAS d'une ou plusieurs constellations de satellites GNSS est une surveillance des signaux et messages GNSS transmis par ces satellites. Ladite surveillance élabore ensuite des messages (de correction et d’alerte), dits "messages d’augmentation SBAS" permettant de répondre aux critères de performance de l’aviation civile. Ces messages d’augmentation sont transmis aux récepteurs utilisateurs depuis la surveillance SBAS via un ou plusieurs satellites, dits satellites SBAS, généralement géostationnaires, couvrant la zone de service SBAS. Dans la suite, la solution de navigation (Position, Vitesse, temps) calculée à partir des signaux et données de navigation des satellites GNSS en appliquant les corrections et alertes reçues d’un système SBAS sera dite "solution augmentée SBAS". Certains systèmes d’augmentation SBAS sont conçus pour que tout ou partie des signaux des satellites SBAS soient également utilisés pour élaborer la solution de navigation au même titre que les signaux GNSS. Cet aspect n’ayant pas d’impact sur l’invention, il ne sera plus mentionné dans la suite.
L'interférence est un phénomène par lequel des signaux non désirés sont reçus par le récepteur GNSS, se mélangent aux signaux des satellites GNSS ou SBAS et perturbent le fonctionnement du récepteur.
De telles interférences peuvent entraîner une incapacité à décoder correctement les signaux légitimes en provenance des satellites.
Il existe également le problème d'inter-corrélation ou de substitution de signaux, qui peut perturber le fonctionnement du récepteur, en ce qu’il utilise un signal et des messages provenant d’une autre source que celle sélectionnée.
Pour pallier les problèmes précédemment cités, il est prévu que les services ouverts ou civils de certaines constellations (par exemple Galileo via l’OSNMA pour acronyme de "Open Service Navigation Message Authentication" en langue anglaise) ou certains systèmes SBAS transmettent, en complément des messages de navigation ou d’augmentation (ci-après désignés "messages"), des données d'authentification permettant d’authentifier les messages reçus.
La présente invention a pour but de s’appliquer à toute information d’authentification transmise sur signaux GNSS ouverts et/ou sur signaux SBAS.
Il est proposé, selon un aspect de l'invention, un système de guidage et de navigation d'un aéronef comprenant :
  • un récepteur GNSS configuré pour recevoir des signaux GNSS, ainsi que des signaux SBAS dans au moins une zone de service SBAS, ces signaux comprenant des messages GNSS et SBAS, munis d'au moins une information d'authentification chiffrée au moyen d'au moins une clé privée, et le récepteur comprenant un module de traitement de signal muni d'un module d'extraction et de transmission desdits messages; et
  • un dispositif d'extraction de ladite au moins une information d'authentification des messages, transmis par le module de traitement de signal, et de son déchiffrement, au moyen d'au moins une clé publique, configuré pour délivrer en sortie au moins une information de validité/invalidité des messages reçus.
Dans un mode de réalisation, le dispositif d'extraction et de déchiffrement de ladite au moins une information de validité/invalidité du ou des messages est configuré pour délivrer ladite information de validité/invalidité du ou des messages au récepteur GNSS.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d'extraction et de déchiffrement d’au moins une information de validité/invalidité du ou des messages est configuré pour délivrer ladite information de validité/invalidité du ou des messages à d'autres dispositifs de l'aéronef.
Dans un mode de réalisation, le récepteur GNSS est configuré pour fournir au moins une information de validité de la solution GNSS (Position, Vitesse, Temps) et/ou de la solution augmentée SBAS (Position, Vitesse, Temps), ladite information de validité étant consolidée, en tenant compte de l'information de validité/invalidité de chaque message ou groupe de messages.
On entend par solution GNSS, une valeur de position, une valeur de vitesse et une valeur de temps élaborée à partir des signaux GNSS reçus.
En d'autres termes, lorsqu'une information de validité d'un message ou d'un groupe de message est déterminée comme invalide, ce ou ces messages ne sont pas pris en compte ou sont labellisés comme erronés.
Selon un mode de réalisation, le récepteur GNSS est configuré pour transmettre l'information de validité/invalidité de la solution GNSS et, dans une zone de service SBAS, de la solution augmentée SBAS, à d'autres dispositifs de l'aéronef.
Par exemple, un autre dispositif de l'aéronef est un dispositif d'affichage du cockpit pour le pilote de l'aéronef.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d'extraction et de déchiffrement est intégré à un système externe au récepteur GNSS.
Dans un mode de réalisation, le dispositif d'extraction et de déchiffrement est intégré à un système de gestion de vol ou FMS pour acronyme de "Flight Management System" en langue anglaise.
L'invention sera mieux comprise à l'étude de quelques modes de réalisation décrits à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par la annexée qui illustre schématiquement.
La représente un système de guidage et de navigation d'un aéronef comprenant un récepteur GNSS R configuré pour recevoir les signaux GNSS comprenant les messages de navigation GNSS et les signaux SBAS dans une zone de service SBAS, ces derniers comprenant des messages d’augmentation SBAS, les uns et/ou les autres étant munis d'une information d'authentification chiffrée au moyen d'au moins une clé privée. Le récepteur R comprend un module SP de traitement de signal muni d'un module ETM d'extraction et de transmission des messages de navigation GNSS et SBAS (désignés ici "messages ").
Seuls les éléments spécifiques à la présente invention sont décrits en détails, les autres éléments classiques du récepteur GNSS R, sont uniquement représentés sur la
En outre, le système de guidage et de navigation comprend un dispositif DD d'extraction de ladite information d'authentification des messages, transmis par le module SP de traitement de signal, et de son déchiffrement, au moyen d'une ou plusieurs clés publiques, configuré pour délivrer en sortie une information de validité/invalidité du ou des messages.
Un tel système peut aisément être mis en œuvre notamment dans le cadre d'aéronefs soumis à des certifications, en adaptant des récepteurs GNSS existants, avec peu de modifications, qu'elles soient uniquement logicielles ou également matérielles.
L'information de validité/invalidité du ou des messages est délivrée par le dispositif DD d'extraction et de déchiffrement au récepteur GNSS R et éventuellement à d'autres dispositifs D de l'aéronef, tel un dispositif d'affichage d'information de vol pour le pilote de l'aéronef.
Ainsi, le récepteur GNSS R et/ou d'autres dispositifs D externes, tel un dispositif d'affichage du cockpit, peuvent invalider, le cas échéant, les informations fournies par le récepteur GNSS R.
En outre, le récepteur R GNSS est configuré pour consolider une information de validité de la solution (Position, Vitesse, Temps) GNSS et, dans une zone de service SBAS, de la solution augmentée SBAS en tenant compte de l'information de validité/invalidité du ou des messages. L'information de validité/invalidité du ou des messages n’a d’impact que sur la solution GNSS ou augmentée SBAS concernée par le ou les messages, les autres solutions GNSS (Position, Vitesse, Temps) non concernées par le ou les messages ne sont pas affectées par la validité ou l'invalidité du ou des messages.
Le récepteur R GNSS peut ainsi transmettre l'information de validité de la ou des solutions à d'autres dispositifs D de l'aéronef.
Le dispositif de déchiffrement peut être intégré à un système de gestion de vol FMS pour acronyme de "Flight Management System" en langue anglaise.

Claims (8)

  1. Système de guidage et de navigation d'un aéronef comprenant :
    • un récepteur (R) GNSS configuré pour recevoir des signaux GNSS, ainsi que des signaux SBAS dans au moins une zone de service SBAS, ces signaux comprenant des messages GNSS et SBAS, munis d'au moins une information d'authentification chiffrée au moyen d'au moins une clé privée, et le récepteur (R) comprenant un module (SP) de traitement de signal muni d'un module (ETM) d'extraction et de transmission desdits messages ; et
    • un dispositif (DD) d'extraction de ladite au moins une information d'authentification des messages, transmis par le module (SP) de traitement de signal, et de son déchiffrement, au moyen d'au moins une clé publique, configuré pour délivrer en sortie au moins une information de validité/invalidité des messages reçus.
  2. Système selon la revendication 1, dans lequel le dispositif (DD) d'extraction et de déchiffrement de ladite au moins une information de validité/invalidité du ou des messages est configuré pour délivrer ladite information de validité/invalidité du ou des messages au récepteur (R) GNSS.
  3. Système selon la revendication 2, dans lequel le dispositif (DD) d'extraction et de déchiffrement d'au moins une information de validité/invalidité du ou des messages est configuré pour délivrer ladite l'information de validité/invalidité du ou des messages à d'autres dispositifs (D) de l'aéronef.
  4. Système selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le récepteur (R) GNSS est configuré pour fournir au moins une information de validité de la solution GNSS et/ou de la solution augmentée SBAS, ladite information de validité étant consolidée, en tenant compte de l'information de validité/invalidité de chaque message ou groupe de messages.
  5. Système selon la revendication 4, dans lequel le récepteur (R) GNSS est configuré pour transmettre l'information de validité/invalidité de la solution GNSS et, dans une zone de service SBAS, de la solution augmentée SBAS, à d'autres dispositifs de l'aéronef.
  6. Système selon l'une des revendications 2 à 5, dans lequel un autre dispositif (D) de l'aéronef est un dispositif d'affichage du cockpit pour le pilote de l'aéronef.
  7. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif (DD) d'extraction et de déchiffrement est intégré à un système externe au récepteur GNSS.
  8. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif (DD) d'extraction et de déchiffrement est intégré à un système de gestion de vol (FMS).
FR2211800A 2022-11-14 2022-11-14 Système de guidage et de navigation d'un aéronef Active FR3142011B1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2211800A FR3142011B1 (fr) 2022-11-14 2022-11-14 Système de guidage et de navigation d'un aéronef
EP23802268.5A EP4619785A1 (fr) 2022-11-14 2023-11-08 Système de guidage et de navigation d'un aéronef
PCT/EP2023/081184 WO2024104864A1 (fr) 2022-11-14 2023-11-08 Système de guidage et de navigation d'un aéronef

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2211800 2022-11-14
FR2211800A FR3142011B1 (fr) 2022-11-14 2022-11-14 Système de guidage et de navigation d'un aéronef

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3142011A1 true FR3142011A1 (fr) 2024-05-17
FR3142011B1 FR3142011B1 (fr) 2024-10-25

Family

ID=85685404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR2211800A Active FR3142011B1 (fr) 2022-11-14 2022-11-14 Système de guidage et de navigation d'un aéronef

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4619785A1 (fr)
FR (1) FR3142011B1 (fr)
WO (1) WO2024104864A1 (fr)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120121087A1 (en) * 2009-03-13 2012-05-17 Cornell University Spoofing detection for civilian gnss signals
EP3019891B1 (fr) * 2013-07-09 2018-04-11 The European Union, represented by the European Commission Signaux de radionavigation par satellite signé numériquement

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120121087A1 (en) * 2009-03-13 2012-05-17 Cornell University Spoofing detection for civilian gnss signals
EP3019891B1 (fr) * 2013-07-09 2018-04-11 The European Union, represented by the European Commission Signaux de radionavigation par satellite signé numériquement

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024104864A1 (fr) 2024-05-23
EP4619785A1 (fr) 2025-09-24
FR3142011B1 (fr) 2024-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wen et al. Countermeasures for GPS signal spoofing
EP2693232B1 (fr) Procédé de controle de l'intégrité de stations de radio-navigation dans un système d'augmentation par satellite
EP1757952B1 (fr) Procédé de fonctionnement coopératif de service de localisation standard et de système de positionnement de haute précision
AU2011267274B2 (en) Method of providing an authenticable time-and-location indication
EP1914561B1 (fr) Procédé de localisation d'un véhicule par satellites et garantie d'intégrité avec sélection d'un sous-groupe de satellites
FR3030057A1 (fr) Procede et systeme de validation de geolocalisation par satellite
CA2644462C (fr) Procede et dispositif de positionnement hybride
US20100134352A1 (en) System and method for protecting against spoofed a-gnss measurement data
EP1876466B1 (fr) Dispositif de génération de messages, d'intégrité signalant des stations de surveillance nominales, dégradées ou inactives de systèmes de navigation par satellites
US10459086B2 (en) Satellite positioning system authentication method and system
FR2992069A1 (fr) Systeme de radio-navigation par satellite a architecture deportee
US20100278335A1 (en) Arrangements for Location-Based Security Systems and Methods Therefor
FR3142011A1 (fr) Système de guidage et de navigation d'un aéronef
CN116829987A (zh) 卫星信号接收机欺骗操作期间的导航
US20240345259A1 (en) Global navigational satellite system (gnss) interference detection
KR102311606B1 (ko) 위성정보를 이용한 위치 결정장치 및 그 방법
US20050278116A1 (en) Satellite-position table messaging
EP2201401A1 (fr) Procede et systeme de gestion et detection des multitrajets dans un systeme de navigation
US12276736B2 (en) Method and system for time authentication
KR102922621B1 (ko) 실시간 위성 항법 신호 분석을 통한 신호 적합성 판단 장치
EP2075592A1 (fr) Prise de vue avec intégrité associée
WO2021032749A1 (fr) Detection d'une operation de leurrage d'un recepteur de signaux satellitaires
FR2934364A1 (fr) Procede d'initialisation d'un systeme de navigation par satellite embarque dans un aeronef, et systeme associe
JP2000214244A (ja) 衛星航法補強システム
Alvarez-Molina et al. Performance analysis of spoofing and interference detection techniques for SBAS GNSS reference receivers.

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20240517

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4