Le MLS est un système d’atterrissage de précision utilisant les hyperfréquences pour fournir un guidage 3D flexible et résistant aux interférences, surpassant les capacités de l’ILS.
Le Système d’atterrissage hyperfréquence (MLS) est une aide à la radionavigation au sol qui a révolutionné les opérations d’approche et d’atterrissage de précision pour les aéronefs. Fonctionnant dans la bande hyperfréquence des 5 GHz, le MLS a été conçu pour surmonter les limites des systèmes d’atterrissage aux instruments (ILS) traditionnels, offrant une flexibilité accrue, une couverture angulaire plus large et une meilleure résistance aux réflexions de signal et aux interférences. Cela rend le MLS particulièrement adapté aux environnements aéroportuaires complexes nécessitant de multiples trajectoires d’approche flexibles — y compris des procédures droites, décalées, courbes et segmentées.
Normalisé par l’Organisation de l’aviation civile internationale (OACI) sous l’Annexe 10, le MLS était initialement destiné à remplacer l’ILS à l’échelle mondiale, en particulier dans les aéroports où l’implantation de l’ILS était impraticable en raison du terrain, des obstacles ou du développement urbain. Bien que les systèmes de navigation par satellite aient depuis supplanté le MLS dans l’usage courant, les innovations techniques et les concepts opérationnels du MLS restent fondamentaux dans le développement des systèmes de navigation modernes.
L’infrastructure au sol du MLS se compose d’émetteurs hyperfréquence de haute précision et d’équipements de support, implantés stratégiquement pour optimiser la couverture et la flexibilité pour une piste donnée. La conception modulaire permet une adaptation à la configuration spécifique de chaque aéroport, et des émetteurs optionnels peuvent être ajoutés pour des opérations spécialisées.
| Composant | Fonction | Emplacement typique |
|---|---|---|
| Émetteur d’azimut (AZ) | Guidage latéral (alignement gauche-droite) | ~1 000 pi au-delà de l’extrémité piste |
| Émetteur d’élévation (EL) | Guidage vertical (angle de planée) | ~400 pi latéral au seuil piste |
| Émetteur DME/P | Mesure de distance oblique | Co-implanté avec l’émetteur AZ |
| Émetteur d’azimut inverse | Guidage latéral réciproque | Côté opposé de la piste |
| Unités de données aux. | Données opérationnelles complémentaires | Selon besoin |
Les émetteurs MLS fonctionnent dans la bande hyperfréquence 5 031–5 091 MHz, avec jusqu’à 200 canaux distincts disponibles pour le guidage d’approche et les données. Le DME/P (équipement de mesure de distance, précision) opère dans la bande UHF 962–1 105 MHz. Tous les émetteurs utilisent le multiplexage temporel (TDM) pour diffuser à la fois le guidage angulaire et les données opérationnelles, assurant une utilisation efficace du spectre et l’intégrité du système.
L’OACI exige que chaque installation MLS transmette un identifiant Morse à quatre lettres commençant par “M” au moins six fois par minute, garantissant une identification positive du système.
La flexibilité d’implantation est l’une des grandes forces du MLS. Contrairement à l’ILS, qui exige un positionnement clair et précis des antennes, les émetteurs MLS peuvent être placés pour s’adapter aux contraintes de l’aéroport, au terrain et au développement, tout en maintenant une large couverture — généralement au moins ±40° (extensible à ±60°) depuis l’axe de piste, jusqu’à 15° en élévation, et une couverture de plus de 20 milles nautiques.
À bord de l’aéronef, la capacité MLS est assurée par un ensemble d’avionique spécialisée :
Des normes de sécurité strictes (RTCA DO-178C pour les logiciels, DO-254 pour le matériel) régissent toute l’avionique MLS. La redondance, les diagnostics en temps réel et la vérification croisée avec d’autres sources de navigation (ex. GPS, systèmes inertiels) sont la norme, assurant une exploitation résiliente et sans faille.
Lors d’une approche MLS, l’équipage sélectionne le canal désiré, vérifie l’identifiant Morse, et le récepteur MLS décode en continu le guidage latéral, vertical et de distance, l’affichant en temps réel. Pour les approches complexes, le FMS utilise les données MLS pour guider le pilote automatique ou le directeur de vol selon des trajectoires courbes ou segmentées préprogrammées.
L’émetteur d’azimut MLS est la source principale de guidage latéral, utilisant un faisceau hyperfréquence balayé, parfaitement contrôlé, pour définir le corridor d’approche.
Comparé aux antennes d’alignement ILS, l’émetteur AZ est moins sensible aux réflexions au sol et aux obstructions environnementales, offrant un guidage fiable même dans des environnements aéroportuaires complexes.
L’émetteur d’élévation fournit le guidage vertical de planée via un faisceau balayé, définissant l’angle optimal de descente à l’approche.
La technique de faisceau balayé permet à l’aéronef de mesurer précisément l’écart vertical, soutenant des profils d’approche standards ou personnalisés pour le terrain, les obstacles ou l’atténuation du bruit.
Le DME/P fournit une mesure de distance oblique extrêmement précise, essentielle pour le guidage d’approche tridimensionnel.
La distance DME/P est cruciale pour l’identification des reports d’approche, des paliers intermédiaires et des points d’approche manquée, et permet l’exécution de procédures complexes définies par la distance.
Composant optionnel, l’émetteur d’azimut inverse fournit un guidage latéral réciproque pour les approches manquées ou les départs dans la direction opposée de la piste. Utilisant les mêmes techniques de faisceau balayé et de multiplexage temporel que l’AZ principal, il est implanté à l’extrémité opposée de la piste ou à un autre emplacement stratégique, assurant un guidage continu et de haute intégrité pour arrivées et départs.
Ces émetteurs optionnels diffusent des données complémentaires — telles que les informations météo en temps réel, l’état de la piste et les avis opérationnels — sur le canal de données MLS. Les pilotes reçoivent et consultent ces informations sur les affichages du cockpit, améliorant la conscience de la situation et réduisant la dépendance aux communications vocales ou datalink séparées.
Le MLS atteint la précision en utilisant une technique de faisceau balayé pour l’azimut et l’élévation. Chaque émetteur balaie un faisceau hyperfréquence étroit et haute fréquence dans son secteur à une cadence constante. Le récepteur embarqué détecte le passage des lobes « VERS » et « DEPUIS » et calcule sa position angulaire à partir de l’intervalle temporel — fournissant un guidage très précis et résistant aux interférences.
Le MLS utilise le multiplexage temporel pour transmettre l’azimut, l’élévation, la distance et les données sur un même canal de fréquence. Chaque fonction se voit attribuer une plage temporelle spécifique, éliminant les interférences et permettant jusqu’à 200 canaux distincts par aéroport. Cette innovation permet au MLS d’offrir un guidage et des services d’information robustes et simultanés, même dans des environnements opérationnels denses.
Alignement latéral précis, prenant en charge les approches droites, décalées et courbes — même des opérations parallèles simultanées dans les aéroports complexes.
Définition de la trajectoire de descente verticale avec des pentes de descente sélectionnables, de standard (2,5–3,5°) à forte (jusqu’à 15°), pour s’adapter au terrain, aux obstacles ou aux restrictions de bruit.
Mesure continue et précise de la distance oblique (DME/P), essentielle pour l’identification des reports, des paliers intermédiaires et des points d’approche manquée.
Messages numériques intégrés au signal MLS transmettant l’identification de la station, l’état opérationnel et, en option, des informations météo ou piste en temps réel.
Guidage latéral précis pour les approches, départs et remises de gaz dans la direction opposée.
| Fonctionnalité | ILS | MLS |
|---|---|---|
| Bande de fréquence | VHF/UHF | Hyperfréquence 5 GHz (5 031–5 091 MHz) |
| Sensibilité d’installation | Élevée | Faible (implantation flexible) |
| Couverture angulaire | Étroit | Large (±40° à ±60° azimut, jusqu’à 15° élév.) |
| Types d’approche | Droite | Droite, décalée, courbe, segmentée |
| Sensibilité aux interférences | Élevée (multitrajets) | Faible (résistant aux réflexions) |
| Capacité de données | Limitée | Canal de données numériques intégré |
| Intégration DME | Optionnelle | DME de précision (DME/P) standard |
Malgré sa supériorité technique et sa flexibilité, le MLS a été supplanté par les avancées de la navigation par satellite (ex. GPS, WAAS, GBAS), qui offrent une couverture mondiale et exigent moins d’infrastructures au sol. La plupart des installations civiles MLS ont été retirées, mais le système reste pertinent dans des rôles militaires et spécialisés, et ses innovations sous-tendent l’évolution des technologies d’approche de précision modernes.
Le Système d’atterrissage hyperfréquence (MLS) a constitué un grand bond en avant en matière de navigation de précision au sol, offrant un guidage robuste, flexible et résistant aux interférences pour l’approche et l’atterrissage des aéronefs. Son héritage perdure dans les systèmes par satellite actuels, et ses contributions techniques continuent de façonner l’avenir de la navigation aéronautique.
Le MLS fonctionne dans la bande hyperfréquence des 5 GHz, offrant une couverture angulaire plus large, une résistance aux réflexions de signal et prend en charge des trajectoires d’approche flexibles (y compris les approches courbes et segmentées), tandis que l’ILS utilise des fréquences VHF/UHF et se limite à des approches rectilignes avec des contraintes strictes d’implantation.
Bien que le MLS ait été un temps promu comme le système d’atterrissage de nouvelle génération, son adoption a diminué avec l’essor de la navigation par satellite (GPS, GBAS). La plupart des systèmes MLS ont été mis hors service, mais certains restent en activité, notamment dans des applications militaires ou civiles spécialisées.
Le MLS se compose d’émetteurs au sol (azimut, élévation, DME/P, azimut inverse optionnel et unités de données auxiliaires) et de récepteurs/antennes embarqués. Le système fournit aux aéronefs un guidage latéral, vertical et de distance, s’intégrant aux affichages du cockpit et aux systèmes de gestion de vol.
Le MLS permet des approches non linéaires, courbes et décalées ; prend en charge des opérations parallèles simultanées ; est insensible à la plupart des interférences de signal ; et offre une flexibilité d’implantation, ce qui le rend adapté aux environnements aéroportuaires complexes et améliore la sécurité et l’efficacité.
Le MLS utilise des faisceaux hyperfréquences balayés et le multiplexage temporel pour transmettre le guidage et les données. Le récepteur embarqué calcule la position angulaire à partir de la synchronisation des signaux, assurant une grande précision et une résilience contre les interférences multitrajets et les obstructions.
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