北斗用戶機(jī)軟件測(cè)試研究

韓春陽

（北京衛(wèi)星導(dǎo)航中心，北京 100094）

0 引言

北斗用戶機(jī)軟件日益表現(xiàn)為更優(yōu)的測(cè)試性能與更廣范圍的測(cè)試影響，其軟件測(cè)試本身構(gòu)成了現(xiàn)階段軟件研發(fā)的核心與關(guān)鍵，其中也包含了多種多樣的測(cè)試流程與測(cè)試手段。對(duì)于北斗用戶機(jī)來講，應(yīng)當(dāng)著眼于全方位的測(cè)試運(yùn)行、軟件測(cè)試管理、分析采集數(shù)據(jù)以及評(píng)價(jià)測(cè)試質(zhì)量。在此前提下，技術(shù)人員還需著眼于全面探析各項(xiàng)軟件設(shè)施具備的基本性能，依照因地制宜的宗旨與思路來施行軟件測(cè)試，進(jìn)而服務(wù)于軟件綜合效能的顯著優(yōu)化上。

1 北斗用戶機(jī)具備的基本性能

北斗用戶機(jī)屬于嵌入式的典型用戶機(jī)設(shè)施，本身具備較強(qiáng)專用性、多樣化的平臺(tái)特征，以及有限性的資源特征等。同時(shí)，此類用戶機(jī)緊密融合了其中的軟硬件，如果要順利實(shí)現(xiàn)自身的日常運(yùn)行則必須保持針對(duì)外在特定環(huán)境的依賴度，因此決定了該用戶機(jī)需表現(xiàn)為優(yōu)良的可靠性與實(shí)時(shí)性特征?；拘阅馨ǎ?/p>

（1）復(fù)雜度較高的算法。北斗用戶機(jī)體現(xiàn)為復(fù)雜度較高的交互運(yùn)算性能，其中典型性較強(qiáng)的就在于定位算法。這是由于定位解算的關(guān)鍵點(diǎn)在于自主檢測(cè)某些異常性的衛(wèi)星偽距，通過運(yùn)用RAIM（Receiver Autonomous Integrity Monitoring，接收機(jī)自體完好性監(jiān)控）算法對(duì)其予以全方位的檢測(cè)。與此同時(shí)，定位解算本身包含了差分算法，除此以外還牽涉其他多種多樣性的運(yùn)算模式。具體在施行全方位的路徑導(dǎo)航時(shí)，運(yùn)用上述算法來規(guī)劃路徑應(yīng)當(dāng)關(guān)注于其中的避讓點(diǎn)、優(yōu)先距離、經(jīng)過點(diǎn)與其他要素。此外，運(yùn)用導(dǎo)航性能還需著眼于糾正偏差或重新擬定整體性的路線規(guī)劃。

（2）豐富的數(shù)據(jù)接口協(xié)議與交互方式。從交互性的基本特征來講，北斗用戶機(jī)設(shè)有多樣化以及豐富性的各種接口協(xié)議，其中包含與之有關(guān)的接口控制文件。針對(duì)導(dǎo)航電文應(yīng)有的電文內(nèi)容及電文格式都要明確予以限定。在此前提下，用戶數(shù)據(jù)接口還涉及到外部性的數(shù)據(jù)交換，以確保將特定的內(nèi)容與格式涵蓋在其中。除此以外，針對(duì)數(shù)據(jù)接口協(xié)議一般而言都要將其納入多樣化的協(xié)議內(nèi)容中，因而也牽涉紛繁與復(fù)雜的協(xié)議基本內(nèi)容。從現(xiàn)狀來看，該用戶軟件設(shè)有復(fù)雜度較高的信息查詢、短信編輯、地形量算、坐標(biāo)顯示以及地圖漫游等性能，而與之相應(yīng)的人機(jī)交互也體現(xiàn)為繁多性的特征。

（3）多樣化的運(yùn)用場(chǎng)景。從場(chǎng)景應(yīng)用的視角來看，對(duì)于北斗用戶機(jī)通常將其適用于多樣化的不同場(chǎng)景，其中包含林地與山地、城市、水面、戈壁灘等各種場(chǎng)景。針對(duì)不同種類的用戶而言，用戶可以選擇車載、手持或者船載的方式來接收用戶機(jī)為其發(fā)送的信號(hào)，因而將會(huì)產(chǎn)生各異的信號(hào)影響。北斗用戶機(jī)通常來講都要面對(duì)多樣化與差異性的不同運(yùn)用場(chǎng)景，其在根本上決定著特殊性的軟件測(cè)試。從先期的測(cè)試預(yù)備來看，對(duì)于此類用戶機(jī)應(yīng)當(dāng)著眼于拓寬測(cè)試覆蓋性，并且顯著優(yōu)化當(dāng)前的軟件測(cè)試實(shí)效性等功能。

2 軟件測(cè)試的設(shè)計(jì)思路

（1）構(gòu)建測(cè)試管理系統(tǒng)。在整個(gè)的軟件測(cè)試體系中，關(guān)鍵性的系統(tǒng)部分應(yīng)當(dāng)包含測(cè)試運(yùn)行、測(cè)試管理、信息分析采集以及評(píng)價(jià)測(cè)試質(zhì)量等要素。具體在構(gòu)建全方位的測(cè)試管理體系時(shí)，應(yīng)將其設(shè)計(jì)成一體化與全程性的軟件測(cè)試體系，其中涵蓋多層次的不同測(cè)試業(yè)務(wù)。具體來講，測(cè)試管理系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)包含測(cè)試項(xiàng)目、測(cè)試配置、測(cè)試過程、測(cè)試用例、測(cè)試資源、相關(guān)文檔與測(cè)試缺陷等。通過施行全程性的動(dòng)態(tài)管理舉措，應(yīng)能從源頭入手來施行全過程的測(cè)評(píng)管理，確保將質(zhì)量監(jiān)控的舉措融入整個(gè)測(cè)試進(jìn)程中。

（2）設(shè)置測(cè)試分系統(tǒng)。軟件測(cè)試應(yīng)當(dāng)建立于平臺(tái)支撐的前提下，因地制宜建立測(cè)試運(yùn)行系統(tǒng)。針對(duì)北斗用戶機(jī)而言，應(yīng)為其配置全方位的平臺(tái)作為其中的運(yùn)行支撐，確保將其分成運(yùn)行平臺(tái)及仿真單元的要素。在測(cè)試實(shí)踐中，針對(duì)測(cè)試運(yùn)行系統(tǒng)有必要為其配備信號(hào)模擬元，對(duì)其可以選擇數(shù)據(jù)仿真單元。此外，測(cè)試運(yùn)行系統(tǒng)還應(yīng)當(dāng)包含數(shù)據(jù)仿真軟件、回放信息與采集信息的系統(tǒng)、硬件平臺(tái)、集成開發(fā)環(huán)境以及仿真軟件等。而數(shù)據(jù)仿真單元應(yīng)設(shè)有地理信息測(cè)試、用戶接口數(shù)據(jù)、衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)與其他性能。

此外，測(cè)試分系統(tǒng)設(shè)有模擬性的北斗信號(hào)源、接口仿真軟件、回放與采集信號(hào)的系統(tǒng)等。在戶外的特殊環(huán)境中，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)存儲(chǔ)特定的中頻數(shù)據(jù)信號(hào)，將其轉(zhuǎn)變成可讀性的系統(tǒng)信號(hào)。通過運(yùn)用實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)仿真方式，就可以運(yùn)用仿真手段來生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)以便于存儲(chǔ)，同時(shí)還涉及到輸出信息與回放信息等相關(guān)處理。從現(xiàn)有的用戶視角出發(fā)，軟件測(cè)試系統(tǒng)設(shè)有特定的通信時(shí)間、RNSS（Radio Navigation Satellite System，衛(wèi)星無線電導(dǎo)航）以及 RDSS（Radio Determination Satellite Service，衛(wèi)星無線電測(cè)定）數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)仿真定位等，以便于測(cè)出精確度較高的地理樣本信息。

（3）健全軟件測(cè)試的功能。對(duì)于軟件測(cè)試性能一般來講可以將其分成測(cè)試信息仿真、測(cè)試管理以及運(yùn)行調(diào)試等。在上述的各項(xiàng)性能中，測(cè)試管理側(cè)重于解析用戶需求，同時(shí)還包含全方位的測(cè)試運(yùn)行與測(cè)試設(shè)計(jì)等要素。軟件運(yùn)行調(diào)試應(yīng)當(dāng)為其配備相應(yīng)的集成開發(fā)環(huán)境以及仿真調(diào)試環(huán)境。除此以外，測(cè)試系統(tǒng)還涉及到黑盒測(cè)試與白盒測(cè)試，對(duì)于特定種類的軟件予以全方位的性能測(cè)試、接口測(cè)試、交互性測(cè)試與功能測(cè)試等。通過運(yùn)用上述的測(cè)試方式，應(yīng)能給出采集各項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)必須的系統(tǒng)仿真運(yùn)行模式。

3 具體測(cè)試內(nèi)容

從軟件測(cè)試的視角來看，針對(duì)北斗用戶機(jī)應(yīng)對(duì)其施行多層次的軟件測(cè)試。這是由于全面施行軟件測(cè)試的舉措在客觀上有助于改進(jìn)現(xiàn)有的軟件綜合性能，針對(duì)最根本的軟件質(zhì)量也能給予相應(yīng)的保障。北斗用戶機(jī)本身體現(xiàn)為特殊性，因此增大了軟件測(cè)試具備的整體難度。從整體上講，現(xiàn)階段軟件測(cè)試仍然沒能擺脫較低的測(cè)試層次，其中典型的測(cè)試弊病為欠缺測(cè)試覆蓋性、較低的測(cè)試效率、難度較大的測(cè)試數(shù)據(jù)預(yù)備以及無法施行全面性的質(zhì)量評(píng)定。因此為了轉(zhuǎn)變現(xiàn)狀，對(duì)于軟件測(cè)試有必要更多關(guān)注于全方位的測(cè)試運(yùn)行、系統(tǒng)測(cè)試管理、測(cè)試質(zhì)量評(píng)價(jià)以及數(shù)據(jù)分析與搜集等，具體涉及到如下測(cè)試要點(diǎn)：

（1）擬定測(cè)試級(jí)別。在開展全方位的軟件測(cè)試時(shí)，對(duì)于其中的測(cè)試要點(diǎn)應(yīng)集中于系統(tǒng)配置與系統(tǒng)級(jí)別。例如，測(cè)試設(shè)計(jì)人員應(yīng)遵循現(xiàn)有的設(shè)計(jì)文檔來選擇合適的系統(tǒng)級(jí)，其中測(cè)試項(xiàng)目通常都會(huì)覆蓋于系統(tǒng)流程、系統(tǒng)整體功能、系統(tǒng)交互界面、系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)、測(cè)試強(qiáng)度與測(cè)試余量、軟件卸載與軟件安裝、系統(tǒng)恢復(fù)性與安全性等各項(xiàng)指標(biāo)。在測(cè)試配置項(xiàng)時(shí)，應(yīng)更多關(guān)注于其中的恢復(fù)性、安全性、人機(jī)界面與強(qiáng)度指標(biāo)。

（2）選擇待測(cè)的對(duì)象。北斗用戶機(jī)包含了相對(duì)較多的軟件測(cè)試要素，其中涉及到妥善處理下位機(jī)的各項(xiàng)有關(guān)信息，應(yīng)包含電文解析、獲取觀測(cè)量、處理接口協(xié)議及解算軟件定位等。針對(duì)上位機(jī)而言，關(guān)鍵在于全面解析應(yīng)用類的軟件基本性能，其中典型性的軟件種類包含授時(shí)軟件、導(dǎo)航軟件與測(cè)量軟件等。與此同時(shí)，下位機(jī)也能用來處理實(shí)時(shí)性的軟件信號(hào)，主要側(cè)重于跟蹤、捕獲、輸出并且觀測(cè)當(dāng)前現(xiàn)有的軟件信息。一般情形下，技術(shù)人員有必要借助ASIC（Application Specific Integrated Circuit，一種為專門目的而設(shè)計(jì)的集成電路）的專門芯片來實(shí)現(xiàn)上述的軟件測(cè)試，此外還涉及到鑒定測(cè)試。

（3）設(shè)置測(cè)試環(huán)境與測(cè)試類型。軟件測(cè)試的宗旨在于全面判定北斗用戶機(jī)現(xiàn)有的各項(xiàng)基本性能，因此有必要設(shè)置相應(yīng)的測(cè)試類型。具體在現(xiàn)有的測(cè)試類型中，關(guān)鍵在于接口測(cè)試、功能測(cè)試、文檔審查、人機(jī)交互測(cè)試與安裝性測(cè)試。從劃分現(xiàn)有測(cè)試對(duì)象的視角來看，作為測(cè)試的委托方有必要全面關(guān)注于靜態(tài)分析、代碼審查、強(qiáng)度測(cè)試、余量測(cè)試、數(shù)據(jù)處理、邊界測(cè)試與其他測(cè)試類型。

從目前來看，北斗用戶機(jī)已能支持多種多樣的軟件環(huán)境，其中包含DSP（Digital Signal Processing，數(shù)字信號(hào)處理）以及ARM（Advanced RISC Machine，進(jìn)階精簡(jiǎn)指令集機(jī)器）平臺(tái)、網(wǎng)口與USB（Universal Serial Bus，通用串行總線）串口、在線性的軟件調(diào)試。此外，此項(xiàng)軟件測(cè)試還能支撐各種各樣的不同操作系統(tǒng)，例如，安卓與 WinCE（Windows Compact Embedded，開放、可升級(jí)的32位嵌入式操作系統(tǒng)）等不同種類的系統(tǒng)。

4 結(jié)束語

經(jīng)過綜合分析可以得知，北斗用戶機(jī)軟件如果要順利予以運(yùn)行，則不能夠欠缺與之相應(yīng)的軟件測(cè)試作為支撐與保障。然而實(shí)質(zhì)上，北斗用戶機(jī)本身表現(xiàn)為顯著的特殊性，其在現(xiàn)階段仍然呈現(xiàn)較低的測(cè)試效率以及變化性較強(qiáng)的測(cè)試環(huán)境。與此同時(shí)，針對(duì)軟件測(cè)試適用的質(zhì)量評(píng)定指標(biāo)并沒能真正達(dá)到健全，對(duì)其仍然亟待探究全方位的系統(tǒng)性能與系統(tǒng)構(gòu)成要素。因此在軟件測(cè)試領(lǐng)域的未來實(shí)踐中，技術(shù)人員還需致力于歸納軟件測(cè)試有關(guān)的珍貴經(jīng)驗(yàn)，通過運(yùn)用綜合性的手段與舉措來降低當(dāng)前現(xiàn)有的軟件測(cè)試難度，同時(shí)也要?jiǎng)?chuàng)建與之相適應(yīng)的平臺(tái)技術(shù)支撐。