北斗用戶機(jī)軟件測(cè)試

王　華,吳　強(qiáng),張　侹

1. 西安測(cè)繪研究所,陜西 西安,710054;2. 地理信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西 西安,710054

?

北斗用戶機(jī)軟件測(cè)試

王華1,2,吳強(qiáng)1,2,張侹1,2

1. 西安測(cè)繪研究所,陜西 西安,710054;2. 地理信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西 西安,710054

軟件測(cè)試是提高北斗用戶機(jī)軟件質(zhì)量，確保北斗用戶機(jī)裝備質(zhì)量的重要手段。本文在概述北斗用戶機(jī)軟硬件和接口的基礎(chǔ)上，從測(cè)試范圍、測(cè)試級(jí)別、測(cè)試類型、測(cè)試環(huán)境、測(cè)試策略、測(cè)試流程等方面對(duì)北斗用戶機(jī)軟件測(cè)試進(jìn)行了介紹，提出了基于北斗信號(hào)模擬源的半實(shí)物仿真測(cè)試技術(shù)、基于原始采集信號(hào)的性能測(cè)試技術(shù)和基于正交試驗(yàn)法的測(cè)試場(chǎng)景生成技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，并就測(cè)試進(jìn)場(chǎng)條件審查、測(cè)試需求確定和測(cè)試期間軟件管理等問題進(jìn)行了探討。

北斗用戶機(jī); 軟件測(cè)試; 半實(shí)物仿真; 正交試驗(yàn)法

1　引　言

隨著我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的不斷發(fā)展，北斗用戶機(jī)在國(guó)防、交通、電力、漁業(yè)、消費(fèi)電子等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，對(duì)提升國(guó)防安全和推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了重要作用[1]。但是，由于我國(guó)北斗產(chǎn)業(yè)發(fā)展不夠健全以及長(zhǎng)期以來缺乏對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和用戶體驗(yàn)的關(guān)注，北斗用戶機(jī)在使用過程中還存在可靠性不高、人機(jī)交互不友好、操作不便、性能不穩(wěn)定等諸多問題。通過對(duì)北斗用戶機(jī)軟件進(jìn)行測(cè)試，檢查與軟件相關(guān)的北斗用戶機(jī)功能、性能等技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)情況，有助于發(fā)現(xiàn)軟件中潛在的各種缺陷，盡可能地改進(jìn)、完善軟件代碼，不斷提高軟件質(zhì)量，確保北斗用戶機(jī)裝備質(zhì)量。

2　北斗用戶機(jī)概述

2.1系統(tǒng)組成

北斗用戶機(jī)通常包括下位機(jī)和上位機(jī)，如圖1所示。下位機(jī)由天線、射頻單元、基帶信號(hào)處理單元和信息處理單元組成。天線進(jìn)行射頻信號(hào)的接收和發(fā)送；射頻單元進(jìn)行射頻信號(hào)的放大、濾波、上/下變頻和數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換；基帶信號(hào)處理單元主要對(duì)中頻采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行捕獲、跟蹤和偽距測(cè)量值、載波相位測(cè)量值、載波多普勒等原始測(cè)量值以及導(dǎo)航電文的輸出；信息處理單元主要進(jìn)行原始測(cè)量值處理、導(dǎo)航電文解析和定位解算等。上位機(jī)主要為顯控單元， 用于為用戶提供人機(jī)交互

界面，主要完成各種信息的顯示和導(dǎo)航、指揮、控制等功能。

圖1　北斗用戶機(jī)系統(tǒng)組成

北斗用戶機(jī)從功能上可以分為導(dǎo)航型、定時(shí)型、指揮型、測(cè)量型。不同類型用戶機(jī)的下位機(jī)基本相同，區(qū)別是有的用戶機(jī)為單模(RNSS)，有的用戶機(jī)為雙模(RNSS和RDSS)；上位機(jī)則根據(jù)不同的用途采用不同的軟硬件設(shè)計(jì)。北斗用戶機(jī)軟件主要包括下位機(jī)的信號(hào)處理軟件、信息處理軟件和上位機(jī)軟件，如圖2所示。信號(hào)處理軟件運(yùn)行于基帶信號(hào)處理單元，主要完成信號(hào)捕獲、跟蹤、觀測(cè)量輸出等功能，其硬件通?；趯Ｓ肁SIC芯片；信息處理軟件運(yùn)行于信息處理單元，主要完成捕獲控制、觀測(cè)量獲取、電文解析、定位解算、RAIM、接口協(xié)議處理等功能，其硬件通?；贒SP芯片或ARM芯片；上位機(jī)軟件包括導(dǎo)航型用戶機(jī)的導(dǎo)航軟件、定時(shí)型用戶機(jī)的顯控軟件、指揮型用戶機(jī)的指揮軟件以及測(cè)量型用戶機(jī)的測(cè)量軟件，主要完成路徑規(guī)劃和導(dǎo)航、時(shí)間顯示控制、態(tài)勢(shì)監(jiān)控和指揮調(diào)度以及測(cè)量等專用功能，其硬件通?；贏RM芯片或通用CPU。

圖2　北斗用戶機(jī)軟件組成

2.2軟件接口

北斗用戶機(jī)軟件接口如圖3所示，包括以下接口：

●下位機(jī)軟件和北斗二號(hào)系統(tǒng)空間段接口：包括RDSS接口和RNSS接口，RDSS接口主要進(jìn)行出入站信息的接收和發(fā)送，RNSS接口主要接收RNSS導(dǎo)航電文信息；

●下位機(jī)軟件和PRM模塊接口：主要發(fā)送原始導(dǎo)航電文，并接收格式轉(zhuǎn)換后的導(dǎo)航電文和精密測(cè)距碼等信息；

●下位機(jī)軟件和保密模塊接口：主要發(fā)送需加解密的RDSS信息和加密RNSS導(dǎo)航電文等信息，并接收RDSS用戶信息、已加密RDSS信息和已解密RNSS導(dǎo)航電文等信息；

●下位機(jī)軟件和加注設(shè)備接口：主要發(fā)送加注信息，并接收應(yīng)答信息；

●下位機(jī)軟件和外部計(jì)算機(jī)接口：包括串口和USB兩種形式，通過串口主要向外發(fā)送衛(wèi)星信息、定位信息、導(dǎo)航信息等信息，并接收定位申請(qǐng)、通信信息以及各種設(shè)置信息，通過USB接口主要進(jìn)行地圖數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、導(dǎo)出；

●下位機(jī)軟件和導(dǎo)航軟件接口：信息處理軟件和外部計(jì)算機(jī)之間的串口。

圖3　北斗用戶機(jī)軟件接口

3　北斗用戶機(jī)軟件測(cè)試

3.1測(cè)試范圍、測(cè)試級(jí)別和測(cè)試類型

從北斗用戶機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀來看，基帶信號(hào)處理單元已完全芯片化，信號(hào)處理軟件的功能、性能則完全由專用ASIC硬件實(shí)現(xiàn)，因此，北斗用戶機(jī)軟件測(cè)試主要針對(duì)信息處理軟件和上位機(jī)軟件。根據(jù)北斗用戶機(jī)軟件組成和應(yīng)用特點(diǎn)，一般需進(jìn)行配置項(xiàng)測(cè)試和系統(tǒng)級(jí)測(cè)試。測(cè)試類型通常包括文檔審查、代碼審查、靜態(tài)分析、功能測(cè)試、接口測(cè)試、人機(jī)交互界面測(cè)試、性能測(cè)試，根據(jù)實(shí)際情況和具體要求還可進(jìn)行代碼走查、余量測(cè)試、容量測(cè)試、強(qiáng)度測(cè)試、安全性測(cè)試等測(cè)試。

3.2測(cè)試環(huán)境

北斗用戶機(jī)軟件測(cè)試環(huán)境如圖4所示，包括被測(cè)北斗用戶機(jī)、北斗信號(hào)模擬源、北斗信號(hào)采集回放設(shè)備、測(cè)試計(jì)算機(jī)、測(cè)試中間件、測(cè)試管理計(jì)算機(jī)和測(cè)量設(shè)備。被測(cè)北斗用戶機(jī)為北斗用戶機(jī)軟件運(yùn)行的實(shí)際環(huán)境；北斗信號(hào)模擬源和北斗信號(hào)采集回放設(shè)備能夠?yàn)楸粶y(cè)北斗用戶機(jī)提供仿真信號(hào)和真實(shí)信號(hào)的回放，便于在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)北斗用戶機(jī)軟件進(jìn)行測(cè)試；測(cè)試計(jì)算機(jī)主要用于對(duì)北斗用戶機(jī)軟件進(jìn)行黑盒測(cè)試和白盒測(cè)試， 黑盒測(cè)

試計(jì)算機(jī)為北斗信號(hào)采集回放設(shè)備提供采集的樣本數(shù)據(jù)，并為北斗信號(hào)模擬源提供數(shù)據(jù)仿真和仿真控制，同時(shí)通過采集北斗用戶機(jī)的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行性能評(píng)估，白盒測(cè)試計(jì)算機(jī)則通過集成開發(fā)環(huán)境和白盒測(cè)試工具、性能測(cè)試工具等對(duì)北斗用戶機(jī)軟件進(jìn)行測(cè)試，包括靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試；測(cè)試中間件(如：Trace32仿真器)用于支持北斗用戶機(jī)軟件的白盒動(dòng)態(tài)測(cè)試；測(cè)試管理計(jì)算機(jī)用于對(duì)測(cè)試的整個(gè)過程進(jìn)行規(guī)范化管理；測(cè)量設(shè)備主要對(duì)北斗用戶機(jī)的各種信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和測(cè)量。

圖4　北斗用戶機(jī)軟件測(cè)試環(huán)境

3.3測(cè)試策略

(1)靜態(tài)測(cè)試

靜態(tài)測(cè)試主要進(jìn)行文檔審查、代碼審查、靜態(tài)分析和代碼走查。

文檔審查主要依據(jù)文檔審查單對(duì)軟件需求規(guī)格說明和軟件用戶手冊(cè)進(jìn)行人工審查，重點(diǎn)審查文檔內(nèi)容的完整性、一致性、準(zhǔn)確性、規(guī)范性、直觀性、易理解性，以及功能需求和性能需求是否覆蓋技術(shù)指標(biāo)要求。

代碼審查采用人工審查和測(cè)試工具結(jié)合的方式，依據(jù)代碼審查單對(duì)軟件代碼和設(shè)計(jì)的一致性、代碼編碼的規(guī)范性、代碼邏輯表達(dá)的正確性、代碼結(jié)構(gòu)的合理性以及代碼的可讀性進(jìn)行審查。

靜態(tài)分析主要采用白盒測(cè)試工具對(duì)軟件代碼進(jìn)行控制流分析、數(shù)據(jù)流分析、接口分析和表達(dá)式分析。

代碼走查由測(cè)試人員和開發(fā)人員組成代碼走查小組依據(jù)軟件需求規(guī)格說明和軟件設(shè)計(jì)說明對(duì)軟件代碼進(jìn)行逐行分析。北斗用戶機(jī)軟件代碼走查主要進(jìn)行代碼流程走查和代碼功能走查。代碼流程走查是對(duì)整個(gè)代碼的工作流程以及各功能模塊之間的調(diào)用關(guān)系進(jìn)行走查；代碼功能走查是對(duì)軟件核心功能模塊的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行走查，包括捕獲策略、電文解析、觀測(cè)量處理、PVT解算等功能模塊。

(2)動(dòng)態(tài)測(cè)試

動(dòng)態(tài)測(cè)試主要進(jìn)行功能測(cè)試、接口測(cè)試、人機(jī)交互界面測(cè)試、性能測(cè)試、安全性測(cè)試、余量測(cè)試、容量測(cè)試、強(qiáng)度測(cè)試等。

功能測(cè)試依據(jù)軟件需求規(guī)格說明采用黑盒測(cè)試方法(包括功能分解、等價(jià)類劃分、邊界值分析、隨機(jī)測(cè)試等)對(duì)正常、異常操作進(jìn)行測(cè)試，要分別對(duì)觸摸屏操作和鍵盤操作進(jìn)行測(cè)試，確保兩種操作方式均可正常工作。

接口測(cè)試依據(jù)北斗二號(hào)系統(tǒng)接口控制文件和各接口協(xié)議對(duì)空間段接口、PRM接口、保密模塊接口、加注接口、串口和USB接口進(jìn)行測(cè)試。一方面采用白盒測(cè)試方法仔細(xì)核查代碼中接口處理部分對(duì)接口控制文件和接口協(xié)議的符合性，另一方面采用仿真的正常和異常接口數(shù)據(jù)對(duì)接口進(jìn)行黑盒測(cè)試。測(cè)試時(shí)應(yīng)將上位機(jī)軟件和下位機(jī)軟件分開，獨(dú)立進(jìn)行測(cè)試。

人機(jī)交互界面測(cè)試主要依據(jù)北斗用戶機(jī)軟件界面設(shè)計(jì)規(guī)范和軟件用戶手冊(cè)測(cè)試軟件人機(jī)交互界面的規(guī)范性、完整性、一致性、合理性和友好性。人機(jī)交互界面測(cè)試可與功能測(cè)試結(jié)合進(jìn)行，但要有所區(qū)別。功能測(cè)試主要測(cè)試功能是否正確實(shí)現(xiàn)，而人機(jī)交互界面測(cè)試則主要測(cè)試軟件界面是否正確實(shí)現(xiàn)以及實(shí)現(xiàn)的效果。

性能測(cè)試主要針對(duì)響應(yīng)時(shí)間類(如查詢響應(yīng)時(shí)間、路徑規(guī)劃時(shí)間等)和容量類(如監(jiān)控下屬用戶數(shù)、電文存儲(chǔ)容量)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。對(duì)于響應(yīng)時(shí)間類指標(biāo)，采用源代碼插樁的方式進(jìn)行測(cè)試，要在不同前提條件下進(jìn)行測(cè)試(如不同地圖數(shù)據(jù)量)，而不僅僅是同一條件下的多次測(cè)試；對(duì)于容量類指標(biāo)，采用仿真方式制備大量數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，仿真數(shù)據(jù)要符合真實(shí)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，具備多樣性(如不同比例尺條件下的地形圖、交通圖等)和邊界性要求等，而不應(yīng)是單一數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單復(fù)制。

安全性測(cè)試主要是對(duì)用戶機(jī)軟件的安全保密措施進(jìn)行測(cè)試，主要包括密碼保護(hù)、自鎖、管理信息、口令識(shí)別、靜默、抑制、自毀等，既要確保安全保密措施正確有效，又要對(duì)用戶進(jìn)行友好提示和指示，防止錯(cuò)誤操作造成損失。

余量測(cè)試主要是對(duì)性能指標(biāo)的余量進(jìn)行測(cè)試，如無明確要求，一般至少留有20%的余量；容量測(cè)試主要測(cè)試容量類指標(biāo)的最大能力；強(qiáng)度測(cè)試則是在軟件運(yùn)行在極限狀態(tài)下檢驗(yàn)軟件的運(yùn)行狀態(tài)，如長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)拷機(jī)測(cè)試，最高定位頻度下軟件能否正常工作。

3.4測(cè)試流程

北斗用戶機(jī)軟件測(cè)試流程如下：

(1)環(huán)境構(gòu)建：按照不同測(cè)試對(duì)象、測(cè)試級(jí)別、測(cè)試類型，結(jié)合測(cè)試工具、仿真設(shè)備等，構(gòu)建相應(yīng)的測(cè)試環(huán)境，如：白盒測(cè)試環(huán)境、半實(shí)物仿真測(cè)試環(huán)境等；

(2)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：根據(jù)軟件的接口要求和測(cè)試要求，準(zhǔn)備相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)，包括真實(shí)數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)；

(3)測(cè)試執(zhí)行：按照測(cè)試說明執(zhí)行測(cè)試用例，通常按照先靜態(tài)后動(dòng)態(tài)、先白盒后黑盒、先功能后性能、先配置項(xiàng)級(jí)后系統(tǒng)級(jí)的順序進(jìn)行測(cè)試；

(4)測(cè)試評(píng)估：收集并綜合分析測(cè)試執(zhí)行的輸出數(shù)據(jù)，對(duì)軟件的功能、接口、性能、安全性等進(jìn)行評(píng)估以及對(duì)軟件質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。

北斗用戶機(jī)軟件測(cè)試流程如圖5所示。

圖5　北斗用戶機(jī)軟件測(cè)試流程

4　關(guān)鍵技術(shù)

4.1基于北斗信號(hào)模擬源的半實(shí)物仿真測(cè)試技術(shù)

半實(shí)物仿真測(cè)試技術(shù)是一種介于全數(shù)字和全實(shí)物之間的測(cè)試技術(shù)，具有全實(shí)物測(cè)試系統(tǒng)的真實(shí)性和全數(shù)字仿真測(cè)試系統(tǒng)的靈活性[2]。在半實(shí)物仿真測(cè)試系統(tǒng)中，被測(cè)軟件運(yùn)行在目標(biāo)機(jī)中，保證了被測(cè)軟件運(yùn)行環(huán)境的真實(shí)性；與目標(biāo)機(jī)連接的其他設(shè)備則通過硬件模擬器實(shí)現(xiàn)，能夠真實(shí)地模擬被測(cè)軟件運(yùn)行所需的外圍物理環(huán)境，并且能夠靈活設(shè)置被測(cè)軟件的輸入，記錄被測(cè)軟件的輸出結(jié)果。

北斗用戶機(jī)軟件測(cè)試構(gòu)建了基于北斗信號(hào)模擬源的半實(shí)物仿真測(cè)試環(huán)境，軟件運(yùn)行在真實(shí)的北斗用戶機(jī)上，而其接收的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)則由北斗信號(hào)模擬源仿真生成。由于在模擬源中可以對(duì)仿真時(shí)間、可見衛(wèi)星、衛(wèi)星分布、信號(hào)功率、用戶位置、用戶軌跡、用戶動(dòng)態(tài)、電離層延遲、對(duì)流層延遲、信號(hào)多徑等要素進(jìn)行靈活的設(shè)置[3]，因此可以快速方便地生成各種正常和異常測(cè)試場(chǎng)景，包括各種極端和邊界情況，從而保證測(cè)試的充分性。另外，通過采集北斗用戶機(jī)的輸出數(shù)據(jù)和北斗信號(hào)模擬源的仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，還可以對(duì)與北斗用戶機(jī)軟件相關(guān)的定位精度、測(cè)速精度、捕獲時(shí)間等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。

相比在真實(shí)環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試，基于北斗信號(hào)模擬源的半實(shí)物仿真測(cè)試具有簡(jiǎn)單方便、快速有效、覆蓋全面、可重復(fù)、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

4.2基于原始采集信號(hào)的性能測(cè)試技術(shù)

采用北斗信號(hào)模擬源可以有效地對(duì)北斗用戶機(jī)軟件進(jìn)行功能測(cè)試，也可以較為方便地對(duì)定位精度、測(cè)速精度等性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。但是由于北斗用戶機(jī)的真實(shí)使用環(huán)境復(fù)雜多樣，北斗信號(hào)模擬源很難準(zhǔn)確模擬，特別是對(duì)于城市峽谷、森林等遮擋環(huán)境下不斷運(yùn)動(dòng)的用戶，因此，采用北斗信號(hào)模擬源測(cè)試得出的定位精度、測(cè)速精度等指標(biāo)并不能完全反映北斗用戶機(jī)的真實(shí)性能。

對(duì)此，我們采用北斗信號(hào)采集回放設(shè)備采集多種典型環(huán)境下的北斗原始信號(hào)，將其下變頻為中頻采樣信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，同時(shí)采用高精度RTK設(shè)備記錄用戶位置、速度等信息。然后在實(shí)驗(yàn)室中將采集到的中頻采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行回放，待測(cè)的北斗用戶機(jī)接收回放的射頻信號(hào)進(jìn)行定位解算，通過和高精度RTK設(shè)備記錄的用戶位置、速度等信息進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)北斗用戶機(jī)軟件的定位精度、測(cè)速精度等性能指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。

基于北斗原始采集信號(hào)對(duì)北斗用戶機(jī)軟件進(jìn)行性能測(cè)試能夠克服北斗信號(hào)模擬源仿真模型不夠準(zhǔn)確的缺點(diǎn)，采集的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行重復(fù)測(cè)試，且對(duì)于所有待測(cè)用戶機(jī)測(cè)試場(chǎng)景完全一致，避免了真實(shí)環(huán)境下測(cè)試的不可重復(fù)性。

4.3基于正交試驗(yàn)法的測(cè)試場(chǎng)景生成技術(shù)

如上節(jié)所述，基于北斗信號(hào)模擬源進(jìn)行北斗用戶機(jī)軟件測(cè)試時(shí)，需要對(duì)仿真時(shí)間、可見衛(wèi)星、衛(wèi)星分布、信號(hào)功率、用戶位置、用戶軌跡、用戶動(dòng)態(tài)、電離層延遲、對(duì)流層延遲、信號(hào)多徑等要素進(jìn)行參數(shù)設(shè)置并組合形成不同的測(cè)試場(chǎng)景。由于這些要素?cái)?shù)目較多，且每個(gè)要素均有多個(gè)狀態(tài)，如果要對(duì)所有的組合都進(jìn)行測(cè)試，將會(huì)造成測(cè)試用例爆炸，導(dǎo)致測(cè)試難以進(jìn)行。為了解決這個(gè)問題，我們采用基于正交試驗(yàn)法的測(cè)試場(chǎng)景生成技術(shù)。

正交試驗(yàn)法是研究多因素、多水平的一種試驗(yàn)方法，它利用正交表來對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)正交表的正交性從全面試驗(yàn)中挑選適量的、有代表性的點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)，這些有代表性的點(diǎn)具有“均勻分散、整齊可比”的特點(diǎn)[4]，通過較少的試驗(yàn)就可以取得較好的試驗(yàn)效果。針對(duì)北斗用戶機(jī)軟件測(cè)試，首先確定和測(cè)試相關(guān)的要素，然后采用等價(jià)類劃分法選取各要素的水平，再根據(jù)要素和水平的個(gè)數(shù)選取正交表，最后對(duì)正交表進(jìn)行合并裁剪得到最終的測(cè)試用例。

采用正交試驗(yàn)法進(jìn)行測(cè)試用例生成，可以大大減少測(cè)試用例的數(shù)量，同時(shí)并不明顯降低測(cè)試用例的有效性。

5　需要關(guān)注的幾個(gè)問題

在北斗用戶機(jī)軟件測(cè)試中有以下幾個(gè)問題值得關(guān)注：

(1)北斗用戶機(jī)軟件在測(cè)試前需滿足測(cè)試進(jìn)場(chǎng)條件

被測(cè)件和相關(guān)文檔應(yīng)完整齊備，一般必須具備軟件可執(zhí)行程序和軟件需求規(guī)格說明、軟件用戶手冊(cè)，必要時(shí)應(yīng)提供軟件源代碼和軟件設(shè)計(jì)說明等文檔，且軟件源代碼應(yīng)為完整工程文件，不能以保密為由將部分代碼隱藏或以動(dòng)態(tài)鏈接庫形式提供；軟件版本應(yīng)固定，且為正式版本，包括系統(tǒng)版本和配置項(xiàng)版本，確保技術(shù)狀態(tài)穩(wěn)定；北斗用戶機(jī)硬件平臺(tái)應(yīng)穩(wěn)定可靠，以免測(cè)試過程中發(fā)生硬件故障，影響測(cè)試工作的正常進(jìn)行。

(2)科學(xué)確定測(cè)試需求

測(cè)試需求分析階段應(yīng)科學(xué)、全面、充分地對(duì)軟件進(jìn)行分析[5]，根據(jù)《軍用軟件產(chǎn)品定型管理辦法》相關(guān)規(guī)定和北斗用戶機(jī)的具體使用要求，確定北斗用戶機(jī)軟件測(cè)試的測(cè)試范圍、測(cè)試級(jí)別、測(cè)試類型和測(cè)試內(nèi)容。研制總要求往往只是規(guī)定北斗用戶機(jī)的整機(jī)戰(zhàn)技指標(biāo)，粒度較粗，并不對(duì)其是硬件指標(biāo)還是軟件指標(biāo)進(jìn)行具體說明，這就要求我們對(duì)研制總要求進(jìn)行深入分析和挖掘，從中提取出與軟件相關(guān)的指標(biāo)和隱含的軟件測(cè)試需求。

(3)嚴(yán)格測(cè)試期間的軟件管理

北斗用戶機(jī)軟件測(cè)試通常要進(jìn)行兩次回歸測(cè)試，軟件研制方人員在回歸測(cè)試之前需要對(duì)軟件進(jìn)行修改，這期間軟件往往是脫離于研制方的質(zhì)量管理體系之外的，技術(shù)人員為了減少麻煩往往會(huì)自行修改完善后提交軟件給測(cè)試方，比較隨意，缺乏有效的質(zhì)量監(jiān)管，容易造成軟件版本失控、提交軟件和源代碼不一致等問題。因此，研制方必須嚴(yán)格按照質(zhì)量管理體系要求對(duì)軟件進(jìn)行出入庫管理和版本控制。

6　結(jié)束語

本文在概述北斗用戶機(jī)硬件、軟件、接口的基礎(chǔ)上，從測(cè)試范圍、測(cè)試級(jí)別、測(cè)試類型、測(cè)試環(huán)境、測(cè)試策略、測(cè)試流程等方面對(duì)北斗用戶機(jī)軟件測(cè)試進(jìn)行了介紹；為了提高北斗用戶機(jī)軟件測(cè)試的充分性、有效性和和解決測(cè)試用例爆炸問題，提出了基于北斗信號(hào)模擬源的半實(shí)物仿真測(cè)試技術(shù)、基于原始采集信號(hào)的性能測(cè)試技術(shù)和基于正交試驗(yàn)法的測(cè)試場(chǎng)景生成技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，并就測(cè)試進(jìn)場(chǎng)條件審查、測(cè)試需求確定和測(cè)試期間軟件管理等問題進(jìn)行了探討，可為北斗用戶機(jī)軟件研發(fā)和測(cè)試提供一定借鑒和指導(dǎo)。

[1]譚樹森. 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展與思考[J]. 宇航學(xué)報(bào), 2008, 29(2): 391-396.

[2]蔡建平. 嵌入式軟件測(cè)試實(shí)用技術(shù)[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2010.

[3]王華. 北斗信號(hào)生成平臺(tái)研究及其實(shí)現(xiàn)[D]. 南京: 理工大學(xué), 2011.

[4]于秀山. 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法在測(cè)試用例設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用, 2004, 20(1): 62-63.[5]王峰. 軍用軟件定型測(cè)評(píng)大綱和報(bào)告編制與評(píng)審中應(yīng)注意的事項(xiàng)[J]. 軍用軟件測(cè)評(píng)實(shí)驗(yàn)室, 2015(45): 1-6.

Software Testing on BeiDou Receiver

Wang Hua1,2, Wu Qiang1,2, Zhang Ting1,2

1. Xi’an Research Institute of Surveying and Mapping, Xi’an 710054, China 2. State Key Laboratory of Geo-information Engineering, Xi’an 710054, China

Software testing is an important way to improve BeiDou receiver software quality and ensure the equipment quality. Based on an overview of BeiDou receiver software and hardware interface, the receiver software testing is introduced from aspects of the range, level, types, environment, strategy, process and so on. Several key technologies are proposed including the semi-physical simulation test technology based on Beidou signal simulator, the performance test technology based on original signal sampling, and the test scenario generation technology based on orthogonal test method. Finally, discussions are conducted on test entry condition examination, test requirement determination, software management and other issues.

BeiDou receiver; software testing; semi-physical simulation; orthogonal test method

2015-09-08。

王華(1985—)，男，工程師，主要從事軟件測(cè)評(píng)研究。

TP311.5

A