CN113109845B - 一种gps模块测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种GPS模块测试系统，包括服务器和若干卫星定位信号模拟器，所述服务器与所述卫星定位信号模拟器通讯。本发明通过对仿真信号加密和解密实现被测GPS模块只能识别对应的卫星定位信号模拟器发送的仿真信号，从而达到接收测试的信号几乎不存在噪音，测试的准确度高的优点。该方法不需要设置占据大面积的暗室且操作难度低，操作速度快。且定位基准信息由卫星定位信号模拟器的地址生成，定位基准信息可以认为不存在误差，因此最后测得的GPS定位精准度准确度远高于现有技术。
Description
技术领域
本发明涉及GPS模块性能测试技术领域，尤其是涉及一种GPS模块测试系统。
背景技术
全球卫星定位系统(GlobalPositionSystem，GPS)为一种用以为车辆、船舰等物体进行精确坐标定位的技术。部分电子装置，例如个人数字助理(PDA)、计算机、手机、手表等产品装设有微型GPS模块，以让使用者通过这些电子装置随时随地进行导航用途。GPS模块包含天线部分以及射频、模拟数字转换(AnalogtoDigitalConverter，ADC)和临时数据存储空间等部分，天线接收到GPS卫星传送的微弱信号后，经过射频元件将信号放大到适当程度；之后将频率降至中频(IF)或基频(Baseband)；然后再以ADC组件将模拟信号转换为数字信号，进而由这些数字信号中解析出坐标、时间等所需信息。临时数据存储空间用于存储用户在最近一段时间内的导航记录等临时信息。
然而，由于GPS信号为相当微弱的卫星信号，为确保设计/生产的GPS模块为可用的GPS模块(确保GPS模块的灵敏度和信号解析精准度)，需要对GPS模块进行测试，测试时会连接外电源给被测GPS模块进行供电。目前GPS模块测试系统存在需要搭建较多暗箱(每一个卫星定位信号模拟器都要对应一个暗箱)，以保证GPS模块不会接收到其他卫星定位信号模拟器发射的GPS仿真信号，测试系统占用的场地较大，测试成本较高且测试时间较长。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种在不需要设置暗箱的情况下能精确测定GPS模块定位精准度的GPS模块测试系统。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种GPS模块测试系统，包括服务器和若干卫星定位信号模拟器所述服务器与所述卫星定位信号模拟器通讯，每一所述卫星定位信号模拟器都具有特征编号；
所述卫星定位信号模拟器配置有信号加密策略和信号发送策略；
所述信号加密策略，GPS仿真信号在发送前，将GPS仿真信号进行加密得到加密仿真信号；
所述信号发送策略，将所述加密仿真信号发送至待测GPS模块，将所述卫星定位信号模拟器的地址和特征编号发送至所述服务器；
所述服务器存储有解密信息数据库，所述解密信息数据库包括若干解密数据对，每一所述解密数据对对应一所述特征编号，所述解密数据对包括解密算法和对应的密钥，所述解密信息数据库中还包括发送算法，当所述发送算法存储于待测GPS模块中时，待测GPS模块能将产生的数字信号发送至所述服务器，所述服务器配置有解密信息匹配策略和定位分析策略；
所述解密信息匹配策略，根据接收到的特征编号在所述解密信息数据库中确定对应的解密数据对，将确定的解密数据对和发送算法发送至待测GPS模块并存储于待测GPS模块的临时数据存储空间中以使待测GPS模块能对所述加密仿真信号进行解密；
所述定位分析策略，根据接收到的数字信号生成实测定位信息，根据接收到的所述卫星定位信号模拟器的地址生成定位基准信息，根据所述实测定位信息和所述定位基准信息生成GPS定位精准度。
本发明通过将卫星定位信号模拟器生成的GPS仿真信号进行加密得到加密仿真信号，服务器根据接收到的特征编号在解密信息数据库中匹配到对应的解密数据对并将其发送至被测GPS模块以使被测GPS模块能解密对应的加密仿真信号从而完成对被测GPS模块的测试。被测GPS模块只接收到对应的卫星定位信号模拟器的解密数据对，因此即使被测GPS模块接收到其他卫星定位信号模拟器发送的加密仿真信号，也不能对其进行识别，从而确保了被测GPS模块只能接收到对应的卫星定位信号模拟器的加密仿真信号，提高测试结果的准确度。
服务器根据接收到的卫星定位信号模拟器的地址生成定位基准信息，然后根据接收到的被测GPS模块发送的数字信号生成实测定位信息，根据实测定位信息和定位基准信息的偏差得到GPS定位精准度。因为在测定GPS定位精准度之前已确保被测GPS模块的数字信号只根据对应的卫星定位信号模拟器发送的仿真信号生成，接收测试的信号几乎不存在噪音，测试的准确度高。且定位基准信息由卫星定位信号模拟器的地址生成，定位基准信息可以认为不存在误差，因此最后测得的GPS定位精准度准确度远高于现有技术。
所述服务器预存有测试次数，当所述定位分析策略运行测试达到所述测试次数则结束运行并清空待测GPS模块的临时数据存储空间中的数据。可通过多次测试排除操作上可能存在的误差。测试结束后清除临时存储空间中的数据以防止测试数据无端占据存储空间。
作为优选，所述测试次数可进行更改。可根据测试需要更改测试次数，从而适应不同测试需求。
作为优选，所述GPS模块测试系统还包括指示灯，当所述信号加密策略被触发则所述指示灯亮起直至待测GPS模块的临时数据存储空间中的数据被清空。指示灯可提示测试人员测试系统在工作或已停止工作。
作为优选，外电源与每一被测GPS模块之间均设有第一开关，所述卫星定位信号模拟器上均设有第二开关，所述第一开关与第二开关均与所述服务器通讯。第一开关和第二开关互不影响，以满足不同测试要求的需要，如当无需测试GPS模块且需要GPS模块继续运行时，可仅关闭第二开关，
作为优选，被测GPS模块两端设有电压采集模块，所述电压采集模块与所述服务器通讯。电压采集模块的设置能及时检测和反馈各GPS模块的供电情况，当供电异常时，能及时反馈情况。
作为优选，所述卫星定位信号模拟器生成的每一所述GPS仿真信号均有对应的星历数据；
所述服务器内存储有热启动测试模式，当开启热启动测试模式时生成热测试信号并发送至所述卫星定位信号模拟器，在所述信号发送策略中，若接收到所述热测试信号，则将所述星历数据和所述加密仿真信号一起发送至被测GPS模块并存储于待测GPS模块的临时数据存储空间中。当待测GPS模块初次通电或者断电超过4h或者移动距离超过500公里的情况下，需要进行热启动测试时，可以通过预先将星历数据存储于被测GPS模块中实现，而不需要进行长时间的等待。
作为优选，所述服务器还配置有记忆策略，所述记忆策略记录被测GPS模块的配置状态。被测GPS模块的配置状态包括配置波特率、配置消息类型、配置报文输出频率等信息。
作为优选，所述卫星定位信号模拟器发送的GPS仿真信号的强度可调。
作为优选，所述服务器还配置有数据统计策略，将GPS仿真信号的强度和测得的对应的GPS定位精准度进行记录。GPS模块在实际使用时会经过不同的地点、环境，所面对的信号强度不一，在出厂前对不同强度的仿真信号均进行GPS定位精准度测试，可为使用者提供足够的使用参考信息，也可为设计人员在产品改进的过程中提供充足的数据支持。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过对仿真信号加密和解密实现被测GPS模块只能识别对应的卫星定位信号模拟器发送的仿真信号，从而达到接收测试的信号几乎不存在噪音，测试的准确度高的优点。该方法不需要设置占据大面积的暗室且操作难度低，操作速度快。且定位基准信息由卫星定位信号模拟器的地址生成，定位基准信息可以认为不存在误差，因此最后测得的GPS定位精准度准确度远高于现有技术。
附图说明
图1为本发明通讯连接示意图；
图2为本发明原理图。
附图标记说明如下：100、卫星定位信号模拟器；110、信号加密策略；120、信号发送策略；200、被测GPS模块；300、服务器；310、解密信息数据库；320、解密信息匹配策略；330、定位分析策略。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。
实施例1：
如图1所示，一种GPS模块测试系统，包括服务器300和若干卫星定位信号模拟器100所述服务器300与所述卫星定位信号模拟器100通讯，每一所述卫星定位信号模拟器100都具有特征编号；
如图2所示，所述卫星定位信号模拟器100配置有信号加密策略110和信号发送策略120；
所述信号加密策略110，GPS仿真信号在发送前，将GPS仿真信号进行加密得到加密仿真信号；
所述信号发送策略120，将所述加密仿真信号发送至待测GPS模块，将所述卫星定位信号模拟器100的地址和特征编号发送至所述服务器300；
如图2所示，所述服务器300存储有解密信息数据库310，所述解密信息数据库310包括若干解密数据对，每一所述解密数据对对应一所述特征编号，所述解密数据对包括解密算法和对应的密钥，所述解密信息数据库310中还包括发送算法，当所述发送算法存储于待测GPS模块中时，待测GPS模块能将产生的数字信号发送至所述服务器300，所述服务器300配置有解密信息匹配策略320和定位分析策略330；
所述解密信息匹配策略320，根据接收到的特征编号在所述解密信息数据库310中确定对应的解密数据对，将确定的解密数据对和发送算法发送至待测GPS模块并存储于待测GPS模块的临时数据存储空间中以使待测GPS模块能对所述加密仿真信号进行解密；
所述定位分析策略330，根据接收到的数字信号生成实测定位信息，根据接收到的所述卫星定位信号模拟器100的地址生成定位基准信息，根据所述实测定位信息和所述定位基准信息生成GPS定位精准度。
作为另一示例，所述服务器300预存有测试次数且测试次数可进行更改，当所述定位分析策略330运行测试达到所述测试次数则结束运行并清空待测GPS模块的临时数据存储空间中的数据。
作为另一示例，所述GPS模块测试系统还包括指示灯，当所述信号加密策略110被触发则所述指示灯亮起直至待测GPS模块的临时数据存储空间中的数据被清空。指示灯可提示测试人员测试系统在工作或已停止工作。
作为另一示例，外电源与每一被测GPS模块200之间均设有第一开关，所述卫星定位信号模拟器100上均设有第二开关，所述第一开关与第二开关均与所述服务器300通讯。第一开关和第二开关互不影响，以满足不同测试要求的需要，如当无需测试GPS模块且需要GPS模块继续运行时，可仅关闭第二开关，
作为另一示例，被测GPS模块200两端设有电压采集模块，所述电压采集模块与所述服务器300通讯。电压采集模块的设置能及时检测和反馈各GPS模块的供电情况，当供电异常时，能及时反馈情况。
作为另一示例，所述卫星定位信号模拟器100生成的每一所述GPS仿真信号均有对应的星历数据；
所述服务器300内存储有热启动测试模式(还可设有冷启动测试模式，但因该模式删除GPS模块临时数据存储空间中的星历数据即可实现，为现有技术，在此不进行赘述)，当开启热启动测试模式时生成热测试信号并发送至所述卫星定位信号模拟器100，在所述信号发送策略120中，若接收到所述热测试信号，则将所述星历数据和所述加密仿真信号一起发送至被测GPS模块200并存储于待测GPS模块的临时数据存储空间中。当待测GPS模块初次通电或者断电超过4h或者移动距离超过500公里的情况下，需要进行热启动测试时，可以通过预先将星历数据存储于被测GPS模块200中实现，而不需要进行长时间的等待。
作为另一示例，所述服务器300还配置有记忆策略，所述记忆策略记录被测GPS模块200的配置状态。被测GPS模块200的配置状态包括配置波特率、配置消息类型、配置报文输出频率等信息。
作为另一示例，所述卫星定位信号模拟器100发送的GPS仿真信号的强度可调。所述服务器300还配置有数据统计策略(未图示)，将GPS仿真信号的强度和测得的对应的GPS定位精准度进行记录。GPS模块在实际使用时会经过不同的地点、环境，所面对的信号强度不一，在出厂前对不同强度的仿真信号均进行GPS定位精准度测试，可为使用者提供足够的使用参考信息，也可为设计人员在产品改进的过程中提供充足的数据支持。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种GPS模块测试系统，包括服务器(300)和若干卫星定位信号模拟器(100)，所述服务器(300)与所述卫星定位信号模拟器(100)通讯，每一所述卫星定位信号模拟器(100)都具有特征编号，其特征在于：
所述卫星定位信号模拟器(100)配置有信号加密策略(110)和信号发送策略(120)；
所述信号加密策略(110)，GPS仿真信号在发送前，将GPS仿真信号进行加密得到加密仿真信号；
所述信号发送策略(120)，将所述加密仿真信号发送至被测GPS模块(200)，将所述卫星定位信号模拟器(100)的地址和特征编号发送至所述服务器(300)；
所述服务器(300)存储有解密信息数据库(310)，所述解密信息数据库(310)包括若干解密数据对，每一所述解密数据对对应一所述特征编号，所述解密数据对包括解密算法和对应的密钥，所述解密信息数据库(310)中还包括发送算法，当所述发送算法存储于被测GPS模块(200)中时，被测GPS模块(200)能将产生的数字信号发送至所述服务器(300)，所述服务器(300)配置有解密信息匹配策略(320)和定位分析策略(330)；
所述解密信息匹配策略(320)，根据接收到的特征编号在所述解密信息数据库(310)中确定对应的解密数据对，将确定的解密数据对和发送算法发送至被测GPS模块(200)并存储于被测GPS模块(200)的临时数据存储空间中以使被测GPS模块(200)能对所述加密仿真信号进行解密；
所述定位分析策略(330)，根据接收到的数字信号生成实测定位信息，根据接收到的所述卫星定位信号模拟器(100)的地址生成定位基准信息，根据所述实测定位信息和所述定位基准信息生成GPS定位精准度。
2.根据权利要求1所述的一种GPS模块测试系统，其特征在于，所述服务器(300)预存有测试次数，当所述定位分析策略(330)运行测试达到所述测试次数则结束运行并清空被测GPS模块(200)的临时数据存储空间中的数据。
3.根据权利要求2所述的一种GPS模块测试系统，其特征在于，所述测试次数可进行更改。
4.根据权利要求2所述的一种GPS模块测试系统，其特征在于，所述GPS模块测试系统还包括指示灯，当所述信号加密策略(110)被触发则所述指示灯亮起直至被测GPS模块(200)的临时数据存储空间中的数据被清空。
5.根据权利要求1所述的一种GPS模块测试系统，其特征在于，外电源与每一被测GPS模块(200)之间均设有第一开关，所述卫星定位信号模拟器(100)上均设有第二开关，所述第一开关与第二开关均与所述服务器(300)通讯。
6.根据权利要求5所述的一种GPS模块测试系统，其特征在于，被测GPS模块(200)两端设有电压采集模块，所述电压采集模块与所述服务器(300)通讯。
7.根据权利要求1所述的一种GPS模块测试系统，其特征在于，所述卫星定位信号模拟器(100)生成的每一所述GPS仿真信号均有对应的星历数据；
所述服务器(300)内存储有热启动测试模式，当开启热启动测试模式时生成热测试信号并发送至所述卫星定位信号模拟器(100)，在所述信号发送策略(120)中，若接收到所述热测试信号，则将所述星历数据和所述加密仿真信号一起发送至被测GPS模块(200)并存储于被测GPS模块(200)的临时数据存储空间中。
8.根据权利要求1所述的一种GPS模块测试系统，其特征在于，所述服务器(300)还配置有记忆策略，所述记忆策略记录被测GPS模块(200)的配置状态。
9.根据权利要求1所述的一种GPS模块测试系统，其特征在于，所述卫星定位信号模拟器(100)发送的GPS仿真信号的强度可调。
10.根据权利要求9所述的一种GPS模块测试系统，其特征在于，所述服务器(300)还配置有数据统计策略，将GPS仿真信号的强度和测得的对应的GPS定位精准度进行记录。
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