CN102981170A - 一种卫星导航终端多模处理能力的测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种卫星导航终端多模处理能力的测试方法。测试过程按如下步骤进行：步骤1：初始化，确定测试参数，包括终端设备数量和测试目的；步骤2：对测试系统进行设置，设置完成后等待10秒；步骤3：测试系统给被测终端加电，并对被测终端的状态进行检测，检测完成后等待10秒；步骤4：测试系统给被测终端断电，然后输出测试所需的RF信号，并等待30秒；步骤5：测试系统给被测终端加电，进行多模定位功能的测试，实时输出定位结果；步骤6：测试系统记录测试结果，进行统计、分析以及显示。该测试方法能够进行批量化、自动化的测试。
Description
技术领域
本发明涉及卫星导航仪器领域，主要是卫星导航终端的测试领域，涉及一种卫星导航终端多模处理能力的测试方法。该发明可应用于具有多模处理能力的卫星导航终端的测试。
背景技术
卫星导航终端作为卫星导航产业链中最重要的一环，直接面向用户，通过接收导航卫星信号，经过处理后向用户提供位置、速度、时间、方向、姿态等导航参数信息。经过数十年发展，卫星导航终端的重量已经从上世纪80年代的45公斤降为目前的几十克，而价格也从十几万美元降为现在的几美元，从高精尖的专用仪器逐渐转变为消费类电子产品，且应用不断拓展，深入到大众生活各方面。
目前卫星导航终端的研制和生产主要分为两个方向，即面向大众消费市场的芯片类产品和面向二次开发和高精度测量的OEM模块。前者以体积小、功耗低、价格便宜为卖点，可以与手机、PDA、笔记本电脑等产品集成，目前全球主要的芯片生产商有SiRF、Atmel、Nemerix、Zarlink、Maxim、uBlox等二十余家，年产量约为数亿片到数十亿片之间；后者以高精度测量、并向用户提供二次开发接口为卖点，位置测量精度可达毫米级，但是体积、重量和功耗均大于导航芯片，主要应用于大地测量、科学研究等需要高精度测量的场合，价格根据不同的配置差别巨大，从数百美元到数万美元，全球提供 OEM模块的供应商主要有美国的Trimble、GARMIN、JAVAD、Jupiter、Motorola和加拿大的NovAtel等。
由于我国卫星导航整体起步较晚，虽然通过国家的大力投入和各科研院所的努力，已经掌握了卫星导航终端的基本技术，但是在高性能捕获、跟踪、解调、抗干扰技术以及组合导航技术等方面还存在相当的差距。
随着GPS现代化、GLONASS振兴计划、GALILEO系统和中国北斗全球系统（COMPASS）的建设，用户将可以同时利用多个全球卫星导航系统（GNSS，Global Navigation Satellite System）以提高精度和其他指标，多体制兼容已成为未来GNSS发展的主要方向。具备多模处理能力也成为卫星导航终端占有未来市场份额的重要筹码之一，因此对卫星导航终端多模处理能力的测试也尤为重要。
发明内容
为提高具有多模处理能力的卫星导航终端的生产能力，本发明提出了一种基于卫星导航信号模拟器的测试方法，能够进行批量化、自动化的测试。
本发明的技术方案是：
测试过程步骤如下：
步骤1：初始化，确定测试参数，包括终端设备数量和测试目的；
步骤2：对测试系统进行设置，设置完成后等待10秒；
步骤3：测试系统给被测终端加电，并对被测终端的状态进行检测，检测完成后等待10秒；
步骤4：测试系统给被测终端断电，然后输出测试所需的RF信号，并等待30秒；
步骤5：测试系统给被测终端加电，进行多模定位功能的测试，实时输出定位结果；
步骤6：测试系统记录测试结果，进行统计、分析以及显示。
测试结果的评估方法为：测试系统将被测设备上报的各时刻位置与测试系统仿真的已知位置值相比，计算出n个历元的三维定位误差，n为正整数，对n个定位误差按从小到大的顺序进行排序，取第n*95%个为多模处理的定位精度。同时满足如下两个条件时则判断该设备具备多模处理能力：
（1）在规定的时间内采集300个有效样本；
（2）定位精度小于60米。
测试系统的设置过程包括以下步骤：
步骤11，测试人员通过脚本或软件界面对仿真测试参数进行配置；所述仿真测试参数配置包括：卫星轨道、卫星钟差、电离层时延、对流层时延误差参数设置为无时变误差模式；卫星星座设置为3颗BD-2卫星，2颗GPS卫星，构型满足PDOP≤8；用户轨迹模型为最大动态（515m/s，4g）；
步骤12，测试系统根据仿真参数在导航卫星模拟器中生成北斗的B1频点和GPS的L1频点的仿真场景数据信息；
步骤13，导航卫星模拟器根据仿真场景数据信息生成RF射频信号；
步骤14，测试系统控制被测终端射频入口处的功率为-130dBm。
测试系统对被测终端的状态检测流程包括以下步骤：
步骤21：测试系统每隔5秒发送一次SIR指令（共发送两次），被测终端返回的提示应当为：当前测试系统仿真信号为BD+GPS卫星信号，且被测设备为冷启动状态。
步骤22：测试系统每隔5秒发送一次RMO指令（共发送两次），被测终端返回的提示应当为：关闭全部语句输出。
步骤23：测试系统每隔5秒发送一次RMO指令（共发送两次），被测终端返回的提示应当为：启动GGA语句，并按1Hz实时上报GGA语句。
被测终端多模定位功能测试流程包括以下步骤：
步骤31：被测终端接收到RF信号后，清零计时器1和计数器1，启动计时；
步骤32：计时增加1秒后，被测终端向测试系统上报GGA语句，包含了定位数据；
步骤33：测试系统判断被测终端上报的GGA语句中质量指示是否为1，如果是，则计数器加1；
步骤34：判断有效测试样本数的计数值是否达到300，如果如果达到，则本次测试完成，退出测试；如果有效测试样本数还未达到300，则判断测试时间是否已经满8分钟，若否，则重复步骤32、步骤33，如果已经到达测试时间，则完成本次测试并退出。
本发明的优势是：该测试方法能够进行批量化、自动化的测试。
附图说明
图1为本发明对于卫星导航终端多模处理能力的测试连接示意图；
图2为本发明对于卫星导航终端多模处理能力测试过程的实施步骤；
图3为本发明对于测试系统配置操作流程；
图4为测试过程中测试系统对被测终端的状态检测流程；
图5为测试过程中对于被测终端多模定位功能测试流程。
具体实施方式
测试系统与被测终端进行数据通信的接口采用DB-9标准RS232连接器，针座。数据接口波特率4800~115200bps，可根据需要设定，默认值为115200bps。接口信号定义如下：
| 引脚 | 信号名 | 功能 | 方向 |
| Pin1 | GND1 | 保护地 | |
| Pin2 | RXD | 接收数据 | 被测终端至测试系统 |
| Pin3 | TXD | 发送数据 | 测试系统至被测终端 |
| Pin5 | GND2 | 信号地 | |
| Pin9 | 1PPS | 秒脉冲 | 终端至测试系统 |
| 其它 | 空 | 预留 |
为保证被测终端能够按照本发明的测试方法及步骤进行测试，被测终端至少应具备以下接口语句：SIR、RMO和GGA。其中SIR语句指令用于指示当前系统仿真信号和被测终端状态；RMO语句指令用于设定向己方输出或停止输出参数语句；GGA语句指令用于传输定位的时间、位置与相关的定位数据，包含了“质量指示”：取值为0表示定位不可用或无效，取值为1表示定位有效。
以下将结合具体实施案例和说明书附图对本发明做进一步详细说明。
考虑对多模卫星导航终端的GPS L1和北斗B1联合定位功能进行测试，测试系统和被测终端的连接关系如图1所示。
如图2所示，测试过程按如下步骤进行：
步骤1：初始化，确定测试参数，包括终端设备数量和测试目的；
步骤2：对测试系统进行设置，设置完成后等待10秒；
步骤3：测试系统给被测终端加电，并对被测终端的状态进行检测，检测完成后等待10秒；
步骤4：测试系统给被测终端断电，然后输出测试所需的RF信号，并等待30秒；
步骤5：测试系统给被测终端加电，进行多模定位功能的测试，实时输出定位结果；
步骤6：测试系统记录测试结果，进行统计、分析以及显示。
结果的评估方法为：测试系统将被测设备上报的各时刻位置与测试系统仿真的已知位置值相比，计算出n个历元的三维定位误差，对n个定位误差按从小到大的顺序进行排序，取第n*95%个为多模处理的定位精度。同时满足如下两个条件时则判断该设备具备多模处理能力：
（1）在规定的时间内采集300个有效样本；
（2）定位精度小于60米。
测试系统的设置过程如图3所示，包括以下步骤：
第一步，测试人员通过脚本或软件界面对仿真测试参数进行配置；所述仿真测试参数配置包括：卫星轨道、卫星钟差、电离层时延、对流层时延等误差参数设置为无时变误差模式；卫星星座设置为3颗BD-2卫星，2颗GPS卫星，构型满足PDOP≤8；用户轨迹模型为最大动态（515m/s，4g）；
第二步，测试系统根据仿真参数在导航卫星模拟器中生成北斗的B1频点和GPS的L1频点的仿真场景数据信息；
第三步，导航卫星模拟器根据仿真场景数据信息生成RF射频信号；
第四步，测试系统控制被测终端射频入口处的功率为-130dBm。
测试系统对被测终端的状态检测流程如图4所示，包括以下操作：
第一步：测试系统每隔5秒发送一次SIR指令（共发送两次），被测终端返回的提示应当为：当前测试系统仿真信号为BD+GPS卫星信号，且被测设备为冷启动状态。
第二步：测试系统每隔5秒发送一次RMO指令（共发送两次），被测终端返回的提示应当为：关闭全部语句输出。
第三步：测试系统每隔5秒发送一次RMO指令（共发送两次），被测终端返回的提示应当为：启动GGA语句，并按1Hz实时上报GGA语句。
被测终端多模定位功能测试流程如图5所示，包括以下步骤：
第一步：被测终端接收到RF信号后，清零计时器1和计数器1，启动计时；
第二步：计时增加1秒后，被测终端向测试系统上报GGA语句，包含了定位数据；
第三步：测试系统判断被测终端上报的GGA语句中质量指示是否为1，如果是，则计数器加1；
第四步：判断有效测试样本数的计数值是否达到300，如果达到，则本次测试完成，退出测试；如果有效测试样本数还未达到300，则判断测试时间是否已经满8分钟，若否，则重复第二步、第三步，如果已经到达测试时间，则完成本次测试并退出。
Claims (5)
1.一种卫星导航终端多模处理能力的测试方法，其特征在于，测试过程按如下步骤进行：
步骤1：初始化，确定测试参数，包括终端设备数量和测试目的；
步骤2：对测试系统进行设置，设置完成后等待10秒；
步骤3：测试系统给被测终端加电，并对被测终端的状态进行检测，检测完成后等待10秒；
步骤4：测试系统给被测终端断电，然后输出测试所需的RF信号，并等待30秒；
步骤5：测试系统给被测终端加电，进行多模定位功能的测试，实时输出定位结果；
步骤6：测试系统记录测试结果，进行统计、分析以及显示。
2.根据权利要求1所述的一种卫星导航终端多模处理能力的测试方法，其特征在于，测试结果的评估方法为：测试系统将被测设备上报的各时刻位置与测试系统仿真的已知位置值相比，计算出n个历元的三维定位误差，对n个定位误差按从小到大的顺序进行排序，取第n*95%个为多模处理的定位精度；同时满足如下两个条件时则判断该设备具备多模处理能力：
（1）在规定的时间内采集300个有效样本；
（2）定位精度小于60米。
3.根据权利要求1所述的一种卫星导航终端多模处理能力的测试方法，其特征在于，测试系统的设置过程包括以下步骤：
步骤11，测试人员通过脚本或软件界面对仿真测试参数进行配置；所述仿真测试参数配置包括：卫星轨道、卫星钟差、电离层时延、对流层时延误差参数设置为无时变误差模式；
步骤12，测试系统根据仿真参数在导航卫星模拟器中生成北斗的B1频点和GPS的L1频点的仿真场景数据信息；
步骤13，导航卫星模拟器根据仿真场景数据信息生成RF射频信号；
步骤14，测试系统控制被测终端射频入口处的功率为-130dBm。
4.根据权利要求1所述的一种卫星导航终端多模处理能力的测试方法，其特征在于，测试系统对被测终端的状态检测流程包括以下步骤：
步骤21：测试系统每隔5秒发送一次SIR指令，共发送两次，被测终端返回的提示应当为：当前测试系统仿真信号为BD+GPS卫星信号，且被测设备为冷启动状态；
步骤22：测试系统每隔5秒发送一次RMO指令，共发送两次，被测终端返回的提示应当为：关闭全部语句输出；
步骤23：测试系统每隔5秒发送一次RMO指令，共发送两次，被测终端返回的提示应当为：启动GGA语句，并按1Hz实时上报GGA语句。
5.根据权利要求1所述的一种卫星导航终端多模处理能力的测试方法，其特征在于，被测终端多模定位功能测试流程包括以下步骤：
步骤31：被测终端接收到RF信号后，清零计时器1和计数器1，启动计时；
步骤32：计时增加1秒后，被测终端向测试系统上报GGA语句，包含了定位数据；
步骤33：测试系统判断被测终端上报的GGA语句中质量指示是否为1，如果是，则计数器加1；
步骤34：判断有效测试样本数的计数值是否达到300，如果达到，则本次测试完成，退出测试；如果有效测试样本数还未达到300，则判断测试时间是否已经满8分钟，若否，则重复步骤32、步骤33，如果已经到达测试时间，则完成本次测试并退出。
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