CN111123321A - 导航产品测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及导航技术领域，公开了一种导航产品测试系统及方法，该系统包括测试基板、参考产品、信号源、主控单元。测试基板用于接入待测导航产品；参考产品；信号源分别与测试基板和参考产品电性连接，用于为各待测导航产品和参考产品提供测试信号；主控单元分别与测试基板和参考产品电性连接，用于发送测试指令至测试基板和参考产品，并对测试数据进行比对分析。将各待测导航产品的测试数据均与参考产品进行比对，由此可保证同一批次的待测导航产品的质量保持一致性。

Description

导航产品测试系统及方法

技术领域

本发明涉及导航技术领域，特别是涉及一种导航产品测试系统及方法。

背景技术

近年来，随着国内外卫星导航卫星系统产业的不断完善和发展，基于导航应用的产业已进入指数型暴增的阶段。现如今，人们的日常生活越来越离不开导航，从手机、车场、物联网、防盗、物联网甚至是畜牧业都已经集成了导航的应用，并且，越来越多的产品已经将导航定位当成标配。

而目前市场上导航产品的性能和质量参差不齐，有的产品甚至是出厂的时候就已经带有如传导不达标、收星不好、定位误差大、定位时间久、固件版本错误等各种各样的问题。针对该问题，现有的解决方式是在出厂之前对导航产品进行质量检测，但由于不同检测人员的检测标准不同，导致出厂的导航产品的质量仍旧参差不齐。

发明内容

基于此，有必要针对导航产品质量参差不齐的问题，提供一种导航产品测试系统及方法。

一种导航产品测试系统，包括：

测试基板，用于接入待测导航产品；

参考产品；

信号源，分别与所述测试基板和所述参考产品电性连接，用于为各所述待测导航产品和所述参考产品提供测试信号；

主控单元，分别与所述测试基板和所述参考产品电性连接，用于发送测试指令至所述测试基板和所述参考产品，并对测试数据进行比对分析。

在其中一个实施例中，还包括信号功率分配单元，所述信号源通过所述信号功率分配单元分别与所述测试基板、所述参考产品电性连接。

在其中一个实施例中，所述待测导航产品的数量为多个，所述信号功率分配单元将所述信号源的测试信号分配至各所述待测导航产品。

在其中一个实施例中，所述信号功率分配单元为功分器。

在其中一个实施例中，所述待测导航产品的数量为多个，所述主控单元包括上位机和系统处理单元，所述上位机发送测试指令至所述系统处理单元，所述系统处理单元将所述测试指令分别发送至各所述待测导航产品。

在其中一个实施例中，所述系统处理单元包括一个或多个相互独立的子单元，所述子单元包括USB转多串口芯片。

在其中一个实施例中，所述参考产品内部具有实时的星历资料。

在其中一个实施例中，所述信号源与所述主控单元电性连接，所述主控单元用于控制所述信号源。

在其中一个实施例中，所述信号源选用卫星信号模拟器、单载波信号发生器以及卫星信号回放仪器中的任意一种或多种。

在其中一个实施例中，所述测试指令包括固件下载、复位、版本校验及星历注入定位中的任意一种或多种。

一种上述导航产品测试系统的测试方法，包括：

发送测试指令和测试信号至待测导航产品和参考产品；

获取所述待测导航产品和所述参考产品的测试数据，并对两者进行比对分析。

一种上述导航产品测试系统的测试方法，包括：

发送启动测试指令至待测导航产品；

当启动测试成功，则发送固件下载测试指令至待测导航产品，否则，测试失败；

当固件下载测试成功，则发送复位测试指令至待测导航产品，否则，测试失败；

当复位测试成功，则获取待测导航产品和参考产品的版本信息，并进行比对校验；

当版本校验成功，则发送定位测试指令至待测导航产品和参考产品，并比对两者的定位信号数据，根据两者定位信号数据差值是否符合预设条件，判断定位测试是否成功。

上述导航产品测试系统，对待测导航产品和参考产品同时进行测试，以参考产品的测试数据作为参考标准，并将各待测导航产品的测试数据均与其进行比对，由此可保证同一批次的待测导航产品的质量保持一致性。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的导航产品测试系统的一种实施方式的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的导航产品测试系统中测试基板的一种实施方式的结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的导航产品测试系统的另一种实施方式的结构示意图；

图4为本发明实施例一提供的导航产品测试系统的又一种实施方式的结构示意图；

图5为本发明实施例一提供的导航产品测试系统中信号功率分配单元的一种实施方式的结构示意图；

图6为本发明实施例一提供的导航产品测试系统的又一种实施方式的结构示意图；

图7为本发明实施例二提供的导航产品测试方法的一种实施方式的流程图；

图8为本发明实施例二提供的导航产品测试方法的另一种实施方式的流程图。

附图标记：

10-测试基板；101-待测导航产品；102-接线端子；103-指示灯；11-参考产品；12-信号源；13-主控单元；131-上位机；132-系统处理单元；14-信号功率分配单元。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参考相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的优选实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“周向”以及类似的表述是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

本实施例提供了一种导航产品测试系统，用于测试导航产品，其中，导航产品可以包括导航芯片、导航模组等导航产品，本文以导航模组为例进行说明。

如图1所示，该导航产品测试系统包括测试基板10、参考产品11、信号源12以及主控单元13。

其中，如图2所示，测试基板10上排列有一个或多个待测导航产品101，当待测导航产品101为多个时，待测导航产品101可以为规则排列，例如以矩阵式分布于测试基板10上，可以为4×4矩阵、4×5矩阵、4×6矩阵、5×5矩阵等。待测导航产品101也可以为不规则排列，待测导航产品101的排列方式可视实际需求而定，对此不做限制。

各待测导航产品101分别与测试基板10电性连接。具体地，测试基板10可以为PCB板，其表面预先制备有与各待测导航产品101底部相一致的焊盘，实际测试时，可将待测导航产品101底部的焊盘与测试基板10表面的焊盘固定接触，即实现待测导航产品101和测试基板10的电性连接。更具体地，本实施例中可以通过双头弹簧顶针作为待测导航产品101和测试基板10的中间连接元件，通过一托盘固定好双头弹簧顶针，然后通过双头弹簧顶针连接测试基板10表面焊盘和待测导航产品101底部焊盘。

作为一种可选的实施方式，如图2所示，测试基板10上还设置有若干接线端子102，各接线端子102和各焊盘一一对应，即，与各待测导航产品101一一对应，接线端子102与焊盘通过内部走线的方式电连接在一起。信号源12和主控单元13即通过各接线端子102与各待测导航产品101电性连接，由此可便于测试之前的线路连接。其中，本实施例中，接线端子102选用但不限于杜邦排线。

作为一种可选的实施方式，如图2所示，测试基板10上还设置有若干指示灯103，各指示灯103与各待测导航产品101一一对应，用于指示各待测导航产品101的测试结果。指示灯103的位置可以设置于对应待测导航产品101的旁边，也可以统一设置于测试基板10的外围或其他位置，对此不做限制。另外，每个待测导航产品101可以对应一个指示灯103，即通过控制同一个指示灯103的颜色来指示不同的测试结果。作为变形，每个待测导航产品101也可以对应两个指示灯103，每个指示灯103分别对应不同的测试结果。指示灯103的设置一方面可以指示测试结果，另一方面还可以通过指示灯103的位置快速确定每个待测导航产品101的位置。

需要说明的是，本实施例中，参考产品11为预先挑选出来的性能较好的产品。作为一种可选的实施方式，参考产品11内部具有实时的星历资料，即，在测试之前，预先将星历资料注入至参考产品11，由此可在测试过程中直接从参考产品11中获取到实时的星历资料，再注入待测导航产品，缩短了传统测试的定位时间，提高了测试效率。

信号源12分别与测试基板10、参考产品11电性连接，用于为各待测导航产品101和参考产品11提供测试信号。将待测导航产品101和参考产品11连接同一信号源12，即为待测导航产品101和参考产品11提供同一种测试信号，确保测试环境的一致性。

本实施例中，信号源12选自但不限于卫星信号模拟器、单载波信号发生器以及卫星信号回放仪器中的任意一种或多种。

主控单元13分别与测试基板10和参考产品11电性连接，用于发送测试指令至测试基板10和参考产品11，以及对测试数据进行比对分析。由于参考产品11与测试基板10上的待测导航产品101同时进行测试，并且参考产品11的性能较佳，因此测试结束后，主控单元13可以将各个待测导航产品101的测试数据均与参考产品11的测试数据做比对，进而确定待测导航产品101的测试结果。一方面保证出厂的导航产品的高质量，另一方面也确保出厂的导航产品质量的一致性。

作为一种可选的实施方式，本实施例中的测试指令包括启动(Boot)、固件下载、复位、版本校验、星历注入定位以及载噪比测试中的一种或多种。一般地，测试顺序依次为启动、固件下载测试、复位测试、版本校验测试、星历注入定位测试以及载噪比测试。当其中一项测试失败后，则对应的待测导航产品101即为不合格产品。当然，还可以包括其他测试指令，例如功耗测试、扩展外设状态测试等。

需要说明的是，参考产品和待测导航产品所接收到的测试指令有所区别。具体地，实际测试过程中，参考产品无需进行启动、固件下载以及复位等测试，即，主控单元无需给参考产品发送相关测试指令。另外，在版本校验测试中，当主控单元给待测导航产品和参考产品发送版本校验指令时，实际是要获取到待测导航产品和参考产品的版本信息，然后进行比对，当待测导航产品和参考产品收到该指令时，则将版本信息返给主控单元。在星历定位测试过程中，当主控单元给待测导航产品和参考产品发送星历注入定位指令时，实际是首先获取到参考产品内部实时的星历资料，然后将该星历资料注入至待测导航产品中，进行定位，进而获取待测导航产品的定位信息，并同时获取参考产品的定位信息，将两者进行比对。

另外，参考产品由于预先具有星历资料，只要信号源有信号发送过来时，参考产品可以一直处于定位状态，当待测导航产品需要进行定位时，则可直接从参考产品中获取实时的星历资料，进而实现待测导航产品的定位。当然，参考产品也可以仅在接收到定位测试指令后，再进行定位。以上均可以实现本发明的目的。

测试过程中，主控单元13实时收集参考产品11和待测导航产品101的测试数据，做适当加工处理之后，将各个待测导航产品101的测试数据与参考产品11的测试数据分别进行比对，进而得出各个待测导航产品101的测试结果。其中，测试数据可以为身份标识(ID)、版本信息、定位信息、信号强度、信号品质等。

作为一种可选的实施方式，主控单元13可以将统计好的测试数据以及测试结果以图表的形式存储在内部存储器中或者输出至显示终端。主控单元13还可以将测试数据和测试结果通过通信单元上传至本地服务器或者云服务器端，以便存档记录，以供日后查阅。

作为一种可选的实施方式，如图3所示，主控单元13与信号源12电性连接，主控单元13用于控制信号源12。即，信号源12由主控单元13统一控制发射测试信号至待测导航产品101以及参考产品11，提高了测试的规范性以及信号一致性。

作为一种可替换实施方式，信号源12可以不与主控单元13连接，实际应用时，可以由用户手动控制信号源12的信号发射，也能够实现本发明的目的。

作为一种可选的实施方式，如图4所示，该导航产品测试系统还包括信号功率分配单元14，信号源12通过信号功率分配单元14分别与测试基板10、参考产品11电性连接。信号功率分配单元14的作用是将信号源12输出的标准产测信号的功率平均分配至各个待测导航产品101以及参考产品11。

本实施例中，信号功率分配单元14选用但不限于功分器。

下面以24个待测导航产品101和1个参考产品11为例进行说明：

如图5所示，整个功分器部分主要由一个1/4功分器和三个1/8功分器通过RF_CABLE线相互连接组成。其中，1/4功分器的一个端口连接参考产品11，为参考产品11提供测试信号，1/4功分器的另外三个端口分别与三个1/8功分器连接，每个1/8功分器均连接8个待测导航产品101，分别为8个待测导航产品101提供测试信号。本实施例中，1/4功分器和1/8功分器可以采用威尔金森架构，通过采用专业仿真工具输出仿真文件，最后通过制作PCB实现功分器的制作，极大降低了测试系统的硬件成本。当然，功分器还可以采用其他架构，对此不做限制。

作为一种可选的实施方式，如图6所示，本实施例中，主控单元13包括上位机131和系统处理单元132。上位机131主要用于对系统处理单元132进行硬件控制、发送测试指令、对待测导航产品101的测试数据进行加工处理以及信息统计等功能。另外，上位机131可以安装于PC机上，由此可为用户提供可视化测试界面，用户可利用可视化界面方便快捷地配置产测事项、端口映射、线损补偿、固件路径以及测试比较事项等。同时，可视化界面还可以实时反馈测试进程以及测试结果，并将测试数据和测试结果以EXCEL报表等形式统计出来，并结合EXCEL自身制图功能，将各种测试数据(如载噪比、信号强度、功耗等数据)以不同的图表形式显示出来。还可以将测试数据上传至本地服务器或云服务器中，方便存档记录以及后期追踪。

上位机131可通过USB扩展接口与系统处理单元132的USB接口以及参考产品11的USB接口连接，以实现对系统处理单元132和参考产品11的通信和控制，上位机131还可通过GPIB接口或USB接口与信号源12连接，以实现调用信号源12的接口命令，实时控制信号源12为待测导航产品101及参考产品11测试信号，实现测试目的。

作为一种可选的实施方式，系统处理单元132用于将测试指令分别发送至各待测导航产品，系统处理单元132可以包括一个或多个相互独立的子单元，各子单元包括USB转多串口芯片。具体地，每个子单元可以选用USB转多路UART芯片，例如CP2108芯片。下文以CP2108芯片作为子单元的核心器件为例进行说明：

CP2108是一款支持兼容USB2.0全速设备的功能控制器，可以管理USB和UARTs之间的所有的数据传输。上位机131软件通过一系列USB主机控制器可以识别的指令完成UARTs及GPIO引脚的控制。此款芯片支持4UART，基于此款芯片的特点，每一个子单元可以实现4个待测导航产品101的产测功能。同时，该款芯片含有丰富的GPIO以及UART位流控制管脚，可以在产测过程中实现复位、升级及功能指示等功能。每个子单元和测试基板10控制的对应待测导航产品101之间的电源、地、复位、升级、UART及指示信号线之间通过牛角插座及杜邦排线连接，这种模块化组装的方式，充分降低了组装的复杂度，提升产测的一致性。

作为一种可替换实施方式，系统处理单元132可以不局限于采用子单元架构，也不局限以USB转UART芯片为核心搭建。实际应用时，可视实际需求对上述架构进行调整。

作为一种可替换实施方式，上位机131可以安装在任何带有屏显终端的装置上，也可以预先安装于系统处理单元132，即，无需实现可视化界面，通过测试基板10上的指示灯103即可知晓各个待测导航产品101的测试结果。

下面描述一个具体示例：

本示例中，导航产品系统包括上位机131、信号源12、系统处理单元132、功分器、参考模组以及测试基板10。

测试基板10上设置有6×4矩阵排布的待测导航模组，即24个待测导航模组。测试基板10以PCB走线的形式组成，其表面预先制作有与待测导航模组相一致的焊盘，通过托盘固定双头弹簧顶针，通过按压手柄使得待测导航模组的管脚(或焊盘)通过双头弹簧顶针与测试基板10上的焊盘连通，从而实现测试基板10与待测导航模组桥接的作用。同时，测试基板10外围设置有24组杜邦排线，杜邦排线均通过走线形式连接于测试基板10上与待测导航模组对应的焊盘，且一组杜邦排线对应一个待测导航模组。另外，测试基板10还具备为每个待测导航模组提供指示的功能，为每个模组配备两个指示灯103，即，测试通过指示灯103及测试失败指示灯103，产测过程中，通过指示灯103的位置可以实时定位到每个模组的位置和测试结果。

系统处理单元132包括6个独立的子单元，每个子单元选用CP2108作为核心器件，实现一路USB转四路UART，即，系统处理单元132有24个UART输出接口，系统处理单元132即通过24个UART输出接口与测试基板10外围的24组杜邦排线相连，实现系统处理单元132和待测导航模组之间的连接。

上位机131安装于PC机上，PC机通过USB总线连接USB Hub，USB Hub可扩展出7个USB端口。其中，1个端口用于连接参考模组，另外6个端口用于连接系统处理单元132中6个独立的子单元的USB端口。硬件连接完成之后，在PC端的硬件管理界面可以映射到25个端口。

上位机131还通过GPIB/USB口连接信号源12，本示例中，信号源12选用标准卫星信号模拟器。信号源12的输出端通过RF_CABLE线连接1/4功分器的输入端，1/4功分器的一个输出端口通过RF_CABLE线连接参考模组，其他三个输出端口分别与三个1/8功分器连接，每个1/8功分器的输出端通过RF_CABLE线连接8个待测导航模组，由此实现信号功率的分配。

打开上位机软件，进入软件配置界面，在软件配置界面可以分别对测试项、端口映射配置、线损补偿、固件路径、产测报表路径及性能比较等选项进行配置，其中，测试项包括固件下载、版本校验、卫星定位和性能比较测试。配置完成之后保存设置，打开信号源12，通过上位机软件调用配置文件，实时控制信号源12，实时控制信号源12输出功率大小即可以开始导航模组产测。需要说明的是，在测试之前，上位机131首先会获取参考模组中的星历资料，以便测试时注入待测导航模组。

当测试结束，上位机131收集待测导航模组及参考模组的测试数据，并将各待测导航模组的测试数据与参考模组的测试数据进行比对，实现对测试结果的判定。

上述测试系统可以同时对多个导航模组进行多种功能的测试，并且预先注入星历的方式实现定位，极大提升了产测效率。另外，在性能比对方面，每个导航模组均以参考模组的性能为基准比对，提升了产测质量的一致性。

实施例二

本实施例提供了一种本发明实施例一所提供的导航产品测试系统的测试方法，由主控单元13执行。如图7所示，包括以下步骤：

步骤S22、发送测试指令和测试信号至待测导航产品和参考产品。其中，测试指令包括固件下载、复位、版本校验及定位等。测试信号可通过功分器进行信号功率分配之后再到达待测导航产品和参考产品，具体内容可参见实施例一中的相关描述，在此不再赘述。

步骤S23、获取待测导航产品和参考产品的测试结果，并对两者进行比对分析。具体内容可参见实施例一中的相关描述，在此不再赘述。

作为一种可选的实施方式，如图8所示，在步骤S22之前还包括：

步骤S20：注入星历资料至参考产品。具体内容可参见实施例一中的相关描述，在此不再赘述。

步骤S21、从参考产品中获取星历资料。

实施例三

本实施例提供了一种本发明实施例一所提供的导航产品测试系统的测试方法，由主控单元执行。包括以下步骤：

发送启动测试指令至待测导航产品；

当启动测试成功，则发送固件下载测试指令至待测导航产品，否则，测试失败；

当固件下载测试成功，则发送复位测试指令至待测导航产品，否则，测试失败；

当复位测试成功，则获取待测导航产品和参考产品的版本信息，并进行比对校验；

当版本校验成功，则发送定位测试指令至待测导航产品和参考产品，并比对两者的定位信号数据，根据两者定位信号数据差值是否符合预设条件，判断定位测试是否成功。其中，定位信号数据包括定位信息、信号强度以及信号载噪比等。预设条件可以为小于一个数值，也可以为处于一个数值范围之内。

其中，在发送定位测试指令之前，还包括：获取参考产品中预先注入的星历资料，并将其随定位测试指令一同发送至待测导航产品。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种导航产品测试系统，其特征在于，包括：

测试基板，用于接入待测导航产品；

参考产品；

信号源，分别与所述测试基板和所述参考产品电性连接，用于为各所述待测导航产品和所述参考产品提供测试信号；

主控单元，分别与所述测试基板和所述参考产品电性连接，用于发送测试指令至所述测试基板和所述参考产品，并对测试数据进行比对分析。

2.根据权利要求1所述的导航产品测试系统，其特征在于，还包括信号功率分配单元，所述信号源通过所述信号功率分配单元分别与所述测试基板、所述参考产品电性连接。

3.根据权利要求2所述的导航产品测试系统，其特征在于，所述待测导航产品的数量为多个，所述信号功率分配单元将所述信号源的测试信号分配至各所述待测导航产品。

4.根据权利要求2所述的导航产品测试系统，其特征在于，所述信号功率分配单元为功分器。

5.根据权利要求1所述的导航产品测试系统，其特征在于，所述待测导航产品的数量为多个，所述主控单元包括上位机和系统处理单元，所述上位机发送测试指令至所述系统处理单元，所述系统处理单元将所述测试指令分别发送至各所述待测导航产品。

6.根据权利要求5所述的导航产品测试系统，其特征在于，所述系统处理单元包括一个或多个相互独立的子单元，所述子单元包括USB转多串口芯片。

7.根据权利要求1所述的导航产品测试系统，其特征在于，所述参考产品内部具有实时的星历资料。

8.根据权利要求1所述的导航产品测试系统，其特征在于，所述信号源与所述主控单元电性连接，所述主控单元用于控制所述信号源。

9.根据权利要求1所述的导航产品测试系统，其特征在于，所述信号源选用卫星信号模拟器、单载波信号发生器以及卫星信号回放仪器中的任意一种或多种。

10.根据权利要求1所述的导航产品测试系统，其特征在于，所述测试指令包括固件下载、复位、版本校验及星历注入定位中的任意一种或多种。

11.一种如权利要求1-10任一项所述的导航产品测试系统的测试方法，其特征在于，包括：

发送测试指令和测试信号至待测导航产品和参考产品；

获取所述待测导航产品和所述参考产品的测试数据，并对两者进行比对分析。

12.一种如权利要求1-10任一项所述的导航产品测试系统的测试方法，其特征在于，包括：

发送启动测试指令至待测导航产品；

当启动测试成功，则发送固件下载测试指令至待测导航产品，否则，测试失败；

当固件下载测试成功，则发送复位测试指令至待测导航产品，否则，测试失败；

当复位测试成功，则获取待测导航产品和参考产品的版本信息，并进行比对校验；

当版本校验成功，则发送定位测试指令和测试信号至待测导航产品和参考产品，并比对两者的定位信号数据，根据两者定位信号数据差异是否符合预设条件，判断定位测试是否成功。

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