CN115765896A - 应用于ads-b接收机数据项自动测试的方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种应用于ADS‑B接收机数据项自动测试的方法及其系统。方法包括：生成数据项测试脚本；接收ADS‑B接收机发送的CAT21报文，对其进行解析得到待测数据项；根据所述数据项测试脚本对所述待测数据项进行比对，验证所述待测数据项封装的正确性，得到测试结果。与现有技术相比，上述测试方法可以针对所有数据项，能够模拟出数据项可能出现的所有情况，以验证数据项封装的完备性和正确性。且DF报文生成器借助excel设计制作，界面美观，操作方便。

Description

应用于ADS-B接收机数据项自动测试的方法及其系统

技术领域

本发明涉及软件测试技术领域，具体涉及一种应用于ADS-B接收机数据项自动测试的方法及其系统。

背景技术

ADS-B系统是目前国际民航组织在全球推广的航空器监视技术。安装ADS-B发射设备的航空器可自动广播本身经纬度、速度、高度呼号及意图高度等运行信息，具备定位精度高、应用成本低、覆盖范围广及数据自动传送等优势。

ADS-B地面接收机收到航空器广播的ADS-B信号后，经过一系列处理将获得目标的运行信息，并将信息封装成标准的ASTERIX CAT021格式报文输出至显示终端或后端处理系统(如数据中心、多点定位系统)。因此严格意义上讲，ADS-B是整个监视系统的一个数据源，其可能会送至不同的后端处理系统，故其输出报文的格式是否标准且准确将极大的影响后端系统处理的准确性和可靠性。

ADS-B接收机的输出报文格式为ASTERIX CAT021，报文按照其格式要求封装后输出。ASTERIX CAT021报文包含二十余种不同信息定义的数据项，如I021/130(WGS-84坐标系位置)、I021/150(空速)、I021/140(几何高度)、I021/073(目标到达时间)等等。对数据项封装准确性和完备性的测试显得尤为重要。目前，接收机生产厂家的数据项测试手段主要有以下几种：

(1)针对各个数据项设计一些测试项，进行手动测试，以验证准确性；

(2)针对部分数据项，设计测试软件，进行半自动测试；

(3)依赖后端系统，如数据中心，进行辅助验证测试；

(4)仅针对数据项封装软件本身进行验证测试。

上述测试手段存在如下缺点：

(1)无论是手动测试还是白自动测试，其测试均不具备完善性和准确性，数据项封装大概率存在bug；同时，某些数据项不具备手动测试条件，如I021/150(数据生存时间)等，需自动测试软件进行测试；

(2)以来后端数据项进行辅助验证测试，由于其本身也是终端软件而非测试软件，因此，准确性和可靠性无法保证；

(3)仅针对数据项封装软件本身进行验证测试，由于不同厂家的数据项封装软件的接口不同，则测试软件的适配性并不好，无法针对其它厂家的接收机进行测试。

发明内容

针对上述技术缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是：

(1)设计一套针对所有数据项的自动测试软件，能够模拟数据项封装可能出现的所有情况，验证数据项封装的完备性和正确性。

(2)提供一种适配性更好的自动测试方案，其具备标准接口，可完成对不同厂家的接收机进行自动测试。

为实现上述目的，第一方面，本发明实施例提供了一种应用于ADS-B接收机数据项自动测试的方法，包括：

生成数据项测试脚本；

接收ADS-B接收机发送的CAT21报文，对CAT21报文进行解析得到待测数据项；

根据所述数据项测试脚本对所述待测数据项进行比对，验证所述待测数据项封装的正确性，得到测试结果。

作为本申请的一种具体实现方式，生成数据项测试脚本具体包括：

采用excel工具，按照报文格式制作DF报文生成器；

根据所述DF报文生成器生成CRC校验码及标准DF报文；

针对各测试数据项，按照相同结构模板生成所述数据项测试脚本；其中，所述相同结构模板中包括标准DF报文的发送时间、标准DF报文、发送的标准DF报文对应的配置值以及CRC校验码。

进一步地，作为本申请的一种优选实现方式，得到测试结果之后，所述方法还包括：

自动将所述测试结果生成word文档。

与现有技术相比，上述测试方法可以针对所有数据项，能够模拟出数据项可能出现的所有情况，以验证数据项封装的完备性和正确性。且DF报文生成器借助excel设计制作，界面美观，操作方便。

第二方面，本发明实施例提供了一种ADS-B接收机数据项自动测试的系统，包括：

上位机，用于生成数据项测试脚本，接收ADS-B接收机发送的CAT21报文并解析出待测数据项，调用所述数据项测试脚本对所述待测数据项进行测试，得到测试结果；

基带信号生成器，用于接收所述上位机发送的基带报文，并输出基带信号；

信号源，用于接收所述基带信号，将所述基带信号换转为1090MHz的标准射频信号；所述标准射频信号适用于不同厂家的ADS-B接收机。

作为本申请的一种具体实现方式，所述上位机具体为用于：

采用excel工具，按照报文格式制作DF报文生成器；

根据所述DF报文生成器生成CRC校验码及标准DF报文；

针对各测试数据项，按照相同结构模板生成所述数据项测试脚本；其中，所述相同结构模板中包括标准DF报文的发送时间、标准DF报文、发送的标准DF报文对应的配置值以及CRC校验码。

作为本申请的一种具体实现方式，所述基带信号生成器具体用于：

通过串口接收所述上位机发送的基带报文，将所述基带报文缓存至FIFO中，同时按照S模式信号的格式输出脉冲码字。

第三方面，本发明实施例提供了另一种ADS-B接收机数据项自动测试的系统，包括：

上位机，用于：

生成数据项测试脚本：

存储脚本调用程序、报文解析程序及数据项验证程序；

接收ADS-B接收机发送的CAT21报文，并调用所述报文解析程序对所述CAT21报文进行解析，得到待测数据项；

根据所述脚本调用程序调用所述数据项测试脚本，并基于所述数据项测试脚本和数据项验证程序对所述待测数据项进行测试，得到测试结果；

基带信号生成器，用于接收所述上位机发送的基带报文，并输出基带信号；

信号源，用于接收所述基带信号，将所述基带信号换转为标准射频信号；所述标准射频信号适用于不同厂家的ADS-B接收机。

与现有技术相比，上述测试系统可对所有数据项封装过程中可能出现的情况进行模拟，从而验证数据项封装的完备性和正确性。且，上述测试系统中，ADS-B接收机的测试源为标准接口，不同厂家的ADS-B接收机接入本系统测试则无需修改接口，具备良好的适配性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明数据项自动测试的实现框图；

图2是本发明实施例提供的应用于ADS-B接收机数据项自动测试的方法流程图；

图3是报文生成器界面图；

图4是数据测试项脚本的结构界面图；

图5是数据项自动测试结果界面图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

请参考图1，本实施例中，数据测试项的整个自动测试主要分为3个大的部分：(1)上位机，其主要负责调用编好的自动测试脚本，读取脚本中的时间、S模式原始报文以及接收CAT21报文并解析数据项，同时将解析出的数据项与测试脚本中的正确数据项进行比对，验证数据项封装的正确性；(2)基带信号生成器，其功能为通过串口接收上位机发送的基带报文，缓存到FIFO中，同时按照S模式信号的格式输出脉冲码字。(3)信号源，其主要完成基带信号至1090MHz射频信号的转换。

如图所示，ADS-B接收机主要用于完成S模式信号接收及解码，同时完成CAT021报文的封装及发送。从图中可以发现，本测试方法的ADS-B接收机前端为标准的信号源，其输出为与飞机应答机下发的S模式信号相同的CAT21报文。也就是说，ADS-B接收机的测试源为标准接口，不同厂家的ADS-B接收机接入本系统测试则无需修改接口，具备良好的适配性。

基于上述实现框图，本发明实施例提供了一种应用于ADS-B接收机数据项自动测试的方法。如图2所示，该方法包括：

S1，生成数据项测试脚本。

数据项测试脚本是整个自动测试的关键部分，其关乎到ADS-B接收机数据项测试的准确性和可靠性。数据项测试脚本生成主要分两步：

第一步：采用excel按照报文格式制作DF报文生成器，可依据需求对相关配置进行修改，可自动生成CRC校验码，生成完成的112bit或56bit标准DF报文。如图3所示，以31状态报为例说明。

需要说明的是，本实施例使用excel设计了一个配置方便、界面美观的可视化平台，用户可根据需要灵活配置诸如NACp、NICbaro、SIL值等，配置完成后，自动生成24bit的CRC校验值以及最终需要的112bit的DF报文。该DF报文生成器具有多个优点：

(1)采用与DO260标准定义的DF报文结构设计，界面美观、操作方便；

(2)对数据项配置的不同值进行了定义说明，直观，便于对应查找。如TCASoperational＝1表示TCAS/ACAS is not operational；TCAS operational＝0表示TCAS/ACAS is operational

(3)配置项均采用十进制设置而不是二进制值，更加简化和方便，减少工作量。

(4)CRC值自动计算生成，大大降低配置复杂度。

第二步：各测试数据项按照相同结构模板生成测试脚本，极大的降低软件处理的复杂度。数据项测试脚本的结构如图4所示。

在图4中，时间即为报文的发送时刻，两个报文的发送时间差值即为报文的发送间隔，由此可以很方便的控制单位时间内的数据量，同时，也可以很方便的测试诸如I021/295(数据超时)数据项。DF报文的配置值与DISP显示的值对应，则ADS-B接收机会根据DF报文中的配置值对应进行封装，当上位机接收到CAT21报文后，解析出对应的数据项，与发送值比对则可以判断数据项封装是否正确。

即，生成数据项测试脚本具体包括：

采用excel工具，按照报文格式制作DF报文生成器；

根据所述DF报文生成器生成CRC校验码及标准DF报文；

针对各测试数据项，按照相同结构模板生成所述数据项测试脚本；其中，所述相同结构模板中包括标准DF报文的发送时间、标准DF报文、发送的标准DF报文对应的配置值以及CRC校验码。

S2，接收ADS-B接收机发送的CAT21报文，对CAT21报文进行解析得到待测数据项。

S3，根据所述数据项测试脚本对所述待测数据项进行比对，验证所述待测数据项封装的正确性，得到测试结果。

S4，自动将所述测试结果生成word文档。

具体地，通过步骤S1中的两个步骤，每个数据项均生成一个单独的测试脚本，如020.tsc、070.tsc等，上位机调用这些脚本对所有数据项依次进行测试，验证数据项封装的正确性，测试完成后，自动将测试结果生成word文档，自动测试结果如图5所示。

从以上描述可以得知，上述测试方法可以针对所有数据项，能够模拟出数据项可能出现的所有情况，以验证数据项封装的完备性和正确性。且DF报文生成器借助excel设计制作，界面美观，操作方便。

基于相同的发明构思，本发明实施例提供了一种ADS-B接收机数据项自动测试的系统，包括：

上位机，用于生成数据项测试脚本，接收ADS-B接收机发送的CAT21报文并解析出待测数据项，调用所述数据项测试脚本对所述待测数据项进行测试，得到测试结果；

基带信号生成器，用于接收所述上位机发送的基带报文，并输出基带信号；

信号源，用于接收所述基带信号，将所述基带信号换转为标准射频信号；所述标准射频信号适用于不同厂家的ADS-B接收机，其频率为1090MHz。

在本实施例中，所述上位机具体为用于：

采用excel工具，按照报文格式制作DF报文生成器；

根据所述DF报文生成器生成CRC校验码及标准DF报文；

针对各测试数据项，按照相同结构模板生成所述数据项测试脚本；其中，所述相同结构模板中包括标准DF报文的发送时间、标准DF报文、发送的标准DF报文对应的配置值以及CRC校验码。

在本实施例中，所述基带信号生成器具体用于：

通过串口接收所述上位机发送的基带报文，将所述基带报文缓存至FIFO中，同时按照S模式信号的格式输出脉冲码字。

可选地，作为本申请的另一优选实施例，ADS-B接收机数据项自动测试的系统包括：

上位机，用于：

生成数据项测试脚本：

存储脚本调用程序、报文解析程序及数据项验证程序；

接收ADS-B接收机发送的CAT21报文，并调用所述报文解析程序对所述CAT21报文进行解析，得到待测数据项；

根据所述脚本调用程序调用所述数据项测试脚本，并基于所述数据项测试脚本和数据项验证程序对所述待测数据项进行测试，得到测试结果；

基带信号生成器，用于接收所述上位机发送的基带报文，并输出基带信号；

信号源，用于接收所述基带信号，将所述基带信号换转为标准射频信号；所述标准射频信号适用于不同厂家的ADS-B接收机。

其中，上位机生成数据项测试脚本的具体过程与前一实施例相同，在此不再赘述。

需要说明的是，关于系统部分更为具体的工作流程，请参考前述方法实施例部分，在此不再赘述。

从以上描述可以得知，上述测试系统可对所有数据项封装过程中可能出现的情况进行模拟，从而验证数据项封装的完备性和正确性。且，上述测试系统中，ADS-B接收机的测试源为标准接口，不同厂家的ADS-B接收机接入本系统测试则无需修改接口，具备良好的适配性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种应用于ADS-B接收机数据项自动测试的方法，其特征在于，包括：

生成数据项测试脚本；

接收ADS-B接收机发送的CAT21报文，对CAT21报文进行解析得到待测数据项；

根据所述数据项测试脚本对所述待测数据项进行比对，验证所述待测数据项封装的正确性，得到测试结果。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，生成数据项测试脚本具体包括：

采用excel工具，按照报文格式制作DF报文生成器；

根据所述DF报文生成器生成CRC校验码及标准DF报文；

针对各测试数据项，按照相同结构模板生成所述数据项测试脚本；其中，所述相同结构模板中包括标准DF报文的发送时间、标准DF报文、发送的标准DF报文对应的配置值以及CRC校验码。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，得到测试结果之后，所述方法还包括：

自动将所述测试结果生成word文档。

4.一种ADS-B接收机数据项自动测试的系统，其特征在于，包括：

上位机，用于生成数据项测试脚本，接收ADS-B接收机发送的CAT21报文并解析出待测数据项，调用所述数据项测试脚本对所述待测数据项进行测试，得到测试结果；

基带信号生成器，用于接收所述上位机发送的基带报文，并输出基带信号；

信号源，用于接收所述基带信号，将所述基带信号换转为标准射频信号；所述标准射频信号适用于不同厂家的ADS-B接收机。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述上位机具体为用于：

采用excel工具，按照报文格式制作DF报文生成器；

根据所述DF报文生成器生成CRC校验码及标准DF报文；

针对各测试数据项，按照相同结构模板生成所述数据项测试脚本；其中，所述相同结构模板中包括标准DF报文的发送时间、标准DF报文、发送的标准DF报文对应的配置值以及CRC校验码。

6.如权利要求4或5所述的系统，其特征在于，所述上位机还用于：

自动将所述测试结果生成word文档。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述基带信号生成器具体用于：

通过串口接收所述上位机发送的基带报文，将所述基带报文缓存至FIFO中，同时按照S模式信号的格式输出脉冲码字。

8.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述标准射频信号为1090MHz射频信号。

9.一种ADS-B接收机数据项自动测试的系统，其特征在于，包括：

上位机，用于：

生成数据项测试脚本：

存储脚本调用程序、报文解析程序及数据项验证程序；

接收ADS-B接收机发送的CAT21报文，并调用所述报文解析程序对所述CAT21报文进行解析，得到待测数据项；

根据所述脚本调用程序调用所述数据项测试脚本，并基于所述数据项测试脚本和数据项验证程序对所述待测数据项进行测试，得到测试结果；

基带信号生成器，用于接收所述上位机发送的基带报文，并输出基带信号；

信号源，用于接收所述基带信号，将所述基带信号换转为标准射频信号；所述标准射频信号适用于不同厂家的ADS-B接收机。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述上位机具体为用于：

采用excel工具，按照报文格式制作DF报文生成器；

根据所述DF报文生成器生成CRC校验码及标准DF报文；

针对各测试数据项，按照相同结构模板生成所述数据项测试脚本；其中，所述相同结构模板中包括标准DF报文的发送时间、标准DF报文、发送的标准DF报文对应的配置值以及CRC校验码。

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