導航系統測試的案例
北斗星耀，導航天下：中國北斗衛星導航系統的發展歷程與應用現狀
2023年5月17日10時49分，中國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭，成功發射第五十六顆北斗導航衛星。
北斗系統組成
北斗系統由空間段、地面段和用戶段三部分組成。
空間段由若干地球靜止軌道衛星、傾斜地球同步軌道衛星和中圓地球軌道衛星組成。
地面段包括主控站、時間同步/注入站和監測站等若干地面站，以及星間鏈路運行管理設施。
用戶段包括北斗及兼容其他衛星導航系統的芯片、模塊、天線等基礎產品，以及終端設備、應用系統與應用服務等。
北斗系統發展特色
北斗系統的建設實踐，走出了在區域快速形成服務能力、逐步擴展為全球服務的中國特色發展路徑，豐富了世界衛星導航事業的發展模式。
北斗系統具有以下特點：一是北斗系統空間段采用三種軌道衛星組成的混合星座，與其他衛星導航系統相比高軌衛星更多，抗遮擋能力強，尤其低緯度地區性能優勢更為明顯。二是北斗系統提供多個頻點的導航信號，能夠通過多頻信號組合使用等方式提高服務精度。三是北斗系統創新融合了導航與通信能力，具備定位導航授時、星基增強、地基增強、精密單點定位、短報文通信和國際搜救等多種服務能力。
北斗系統賦能各行各業提質升級
目前，北斗系統已經全面服務于交通運輸、公共安全、救災減災、農林牧漁等多個行業，加速融入電力、金融、通信等基礎設施，并為各行各業提供質量升級的賦能服務。北斗系統廣泛應用于民生領域，深刻改變著人們的生產和生活方式。
以大眾熟悉的手機為例，2021年，國內智能手機市場總出貨量中支持北斗系統的已達3.24億部，占比高達94.5%。這意味著，北斗系統已經成為了大眾消費產品定位功能的標準配置，無論是智能手機、可穿戴設備等，都可以通過北斗系統實現準確的定位和導航功能，為用戶帶來更加便捷和高效的體驗。
展開 慧通測控汽車門鎖測試系統：力學性能測試系統解決方案
在汽車產業對零部件測試要求日益嚴苛的當下，北京沃華慧通測控技術有限公司推出的汽車門鎖測試系統（高低溫環境），以專業的測試方案、精準的技術參數和貼合國標要求的設計，為汽車門鎖的力學性能檢測提供了智能化解決方案，成為汽車零部件檢測領域的重要利器。
設備整體設計：適配極端環境，布局科學便捷
這款測試系統專為汽車門鎖力學性能測試打造，核心由測試軸及夾具調整臺構成，測試工位采用獨立模組設計，常溫狀態下測試模組置于控制柜上方，布局緊湊且操作便捷。
為應對不同氣候工況下的門鎖性能檢測需求，設備可靈活配置高低溫箱，能精準控制被測樣品處于 - 40℃至 85℃的極端溫度環境中完成測試，完美模擬北方極寒、南方高溫等不同地域的實際使用場景，有效驗證門鎖在溫度劇烈變化下的性能穩定性。
測試標準與工作原理：貼合國標，數據精準可視化
遵循國標檢測，結果權威合規
系統嚴格遵循GB 15086-2013《汽車門鎖及車門保持件的性能要求和試驗方法》，該標準為汽車門鎖檢測核心依據，確保測試結果的權威性和合規性，為汽車零部件企業產品研發、質量把控提供符合行業規范的檢測支撐。
核心驅動原理，全維度檢測性能
系統核心測試軸由伺服電機驅動，通過電缸帶動鋼絲繩拉動鎖芯開關，設備末端搭載高低溫測力傳感器，測試過程中，傳感器捕捉的力與位移數據配合軟件運算，可自動繪制力與位移曲線圖，實現測試數據可視化、直觀化。
其中，開關測試軸采用直線模組驅動，可通過閘線精準觸發開鎖開關，模擬汽車門鎖 “內開”“外開” 操作，同時能對汽車外鎖 / 內鎖止、兒童鎖操作力等關鍵指標進行檢測，全面覆蓋門鎖日常使用的核心力學性能維度。
展開 汽車高精度衛星導航硬件在環HiL測試怎么做？
SMW200A或SMBV100B都可單臺儀表實現多頻信號產生，如下圖所示，通過SMBV100B實現L1/L2/L5任意頻率組合方式的測試框圖：
圖5：雙頻(L1+L2/L5)接收機或多頻（L1+L2+L5）測試框圖
載波相位實時動態差分接收機RTK測試
載波相位動態實時接收機RTK：Real - Time Kinematic。是實時處理兩個測量站載波相位觀測量的差分方法，將基準站采集的載波相位發給用戶接收機，進行求差解算坐標。
此類接收機，本身就是具備高精度定位功能，大多數都會采用雙頻/多頻接收機的定位方式，目的是提高定位精度。同時，在校正數據的傳輸過程中，有私有網絡和公有網絡，私有網絡主要是通過ASK/FSK/WLAN的通信方式，大多工作在ISM頻段，如433MHz。公有網絡大多是基于運營商的移動通信網絡，如：GSM、LTE等。其測試框圖如下：
圖6：DNSS/RTK接收機測試框圖
汽車導航硬件在環HiL測試
硬件在環是一種測試方法，其中，被測設備或系統（DUT或SUT）被嵌入到模擬器系統中，該模擬器系統主要實時地模擬設備或系統的真實環境，允許在閉環中實時評估其在整個系統中的性能。HIL測試中的一部分是GNSS衛星信號的仿真。為此，使用了GNSS模擬器，例如R&S SMBVB或SMW，如下圖所示：
圖7：GNSS硬件在環HiL測試框圖
所有R＆S GNSS模擬器都可以實時進行遠程控制，可以集成到動態HIL環境中。
展開 導航衛星時頻系統發展綜述
衛星導航系統采用三球交會的定位體制，在統一的時間、空間基準中，將衛星作為位置已知的空間節點播發導航信號，用戶通過接收導航信號獲取衛星與用戶之間的偽距和多普勒頻移，實現用戶的定位、測速、導航和授時服務。衛星導航系統中，時間的穩定性和時鐘的同步是高精度測量的基礎。目前，GPS、Galileo、GLONASS以及我國的北斗衛星導航系統均在星上配置了高精度時頻系統，通過在每顆衛星配置高性能的星載原子鐘和功能豐富的時頻生成與保持設備，為衛星導航載荷提供高精度、平穩可靠的時頻參考信號。隨著衛星導航系統定位精度和自主運行能力的不斷提升，對星載時頻系統的性能也提出了更高的要求。
本文首先介紹了目前應用于各衛星導航系統中的星載時頻關鍵技術，然后討論了面向未來精度提升和系統自主運行能力提升需求下星載時頻系統關鍵技術和可能的發展路徑。
1 導航衛星時頻系統關鍵技術
導航衛星時頻系統由多臺原子鐘和時頻生成與保持單元組成。星載原子鐘輸出穩定度極高的頻率信號，時頻生成與保持單元將原子鐘的頻率轉換為衛星載荷需要的頻率，常為10.23MHz，并進行原子鐘主備份輸出信號間的高精度測量和鐘差參數精密調整，為導航衛星有效載荷提供性能優良、平穩可靠的基準時間頻率信號。
1.1 星載原子鐘
時間(頻率)是7個基本物理量中計量精度最高的，這得益于原子鐘技術的不斷發展。原子鐘是利用原子在微波、光波段的電子躍遷頻率作為基準產生的時間保持系統。原子鐘是現代導航衛星的基礎，各衛星導航系統均配置了星載原子鐘。考慮到原子鐘在星載應用中對體積、質量、功耗、可靠性和壽命的要求，以及需要非常好的頻率穩定度，目前的星載原子鐘仍以銣鐘、氫鐘和銫鐘為主，通常每顆衛星配置3～4臺原子鐘。
根據系統需求與技術發展基礎，各全球衛星導航系統使用了不同種類的星載原子鐘。
展開 
AB Dynamics 研發GST臺車(可導航軟目標臺車), 助力ADAS測試
AB Dynamics推出下一代GST臺車(可導航軟目標臺車)，GST是一個用于ADAS和自動駕駛汽車測試的平臺。GST進一步降低了對測試車輛的損害風險，并提供精確的定位、速度控制和測試車輛同步數據，以產生可重復的測試結果。
最新一代GST是由AB Dynamics和Dynamic Research Inc. (DRI)聯合開發的，它使用了是AB Dynamics的路徑和同步控制技術。鋁制超低底盤（ULPC）的上安裝有可伸縮的輪子，在被驅動的情況下會后退，從而最大程度地減少對測試車輛的沖擊。
AB Dynamics的跟蹤測試系統業務主管Andrew Pick解釋道：“隨著汽車行業逐漸融入更多的自主功能，ADAS正變得越來越普遍，也越來越復雜，因此，在可重復的環境中精確測試這些功能的能力至關重要。”
技術會不斷向前發展，用于開發的測試系統也必須如此。新的GST結合了上一代平臺的所有優點，降低了測試車輛受損的風險。
Mk2 GST有一個3.5 kWh的磷酸鋰離子電池，它能夠在一次充電的情況下維持一整天的測試，但是如果需要充電的話，也可以通過內置的電池管理系統快速充電或在軌道上進行充電。
此外，該電池由6個相同的包組成，可以很容易地移除，以確保安全運輸。它為電動馬達提供動力，可以使GST的速度超過80km/h，同時也能被精確控制。
AB Dynamics的專有TrackFi可以通過同步接口與其他AB Dynamic控制器共享位置數據，使其動態能與測試車輛和其他ADAS目標精確同步。
GST配備了一個覆蓋了乙烯基的泡沫塑料的泡沫鑲板車身——the Soft Car 360 （被EuroNCAP和NHTSA指定為統一的全球汽車目標 ），它可以在碰撞后的10分鐘內重新組裝。測試車輛可以反復碰撞，而不會造成任何損壞。
展開 什么是北斗導航農機自動駕駛系統
北斗導航農機自動駕駛系統，通常指農機自動駕駛2.0階段導航控制系統，系統集成衛星定位、慣性導航、機械控制、人機交互等關鍵技術，以農機為載體，對農機轉向裝置進行精準控制，使車輛嚴格按既定路線行駛，滿足農業場景的作業需求。給客戶提供便利，降低勞動強度，改善作業質量，增加客戶收益。
農機導航系統，按照控制方式，分為液壓控制自動輔助駕駛系統、電動方向盤控制自動輔助駕駛系統。因性價比高、安裝便捷、適配簡單等原因，當前電動方向盤控制自動駕駛系統占主導地位，該系統原理如下圖所示：
農機自動駕駛系統通常具備以下特征：
1.橫向控制：只控制車輛左右轉向，不控制加速、減速、剎車、換擋、農具起降等操作
2.精度要求：農機自動輔助駕駛系統的精度，通常指直線精準度、交接行精準度，并非天線相位中心的經緯度、高程。
3.載體：可用于方向盤式自走農業機械（拖拉機、噴霧機、收獲機等），通常不用于推桿式轉向車輛。
做為北斗產業國家級力量的千尋位置，推出的千耘導航系列，屬于目前國內常見的電動方向盤控制自動輔助駕駛系統。不僅安裝便捷，操作簡單，而且精度高，作業期間穩定性好。
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展開 無人機導航定位系統關鍵技術研究
為了解決這個問題，人們還提出加攝像頭生成雙目SLAM，或者加IMU生成耦合視覺慣性導航定位系統。初始粒子的位置可以通過視覺測量算法測量的運動變化來跟蹤，而不是在沒有測量的情況下隨機移動它們。使用視覺測量算法可以減少粒子集生成過程的搜索空間。圖2顯示了從圖像序列計算的變換。
圖2 視覺測量算法粒子跟蹤示意圖
基于粒子濾波的定位方法可以達到更好的定位精度。定位算法采用迭代過程不斷更新粒子，在長時間飛行過程中可能導致位精度不穩定。為了進一步提高定位魯棒性，可以嘗試結合機載傳感器設備定位系統和視覺算法的優勢。
<完>
TPA測試項目管理系統-測試問題管理
? 測試樣件的管理
測試樣件是測試問題的測試對象，某一個具體的問題詳盡記錄測試樣件的軟硬件版本信息，以便問題分析和復現。TPA提供了測試樣件管理模塊，支持測試樣件序列號、軟件版本號、硬件版本號和供應商等字段的管理。同時樣件模塊也提供基于供應商和樣件維度的統計功能，可統計不同測試輪次的控制器測試問題的遺留和整改情況，便于OEM評估某供應商問題的整改能力。
? 靈活的權限管理
一個整車級測試項目會涉及多個控制器和供應商，所以一個項目會涉及多個樣件負責人、供應商、測試工程師和項目負責人角色，為確保數據安全和保密，每個角色的權限應不盡相同。
TPA提供權限控制模塊，可設置多個角色并指定角色的查看和操作權限。如配置好供應商權限后，供應商用戶登錄后只能查看擁有權限的項目，只能查看指派給其的問題，其他數據是不可見的，這樣就保證了數據的保密和安全性。
? 與需求、用例和報告的關聯查詢
作為測試管理數據的一環，測試問題數據不應該是一個孤島，測試項目的流程一般是根據需求設計測試用例，執行測試用例生成測試結果和測試報告，分析測試結果和報告產生測試問題，所以問題的分析和定位也依賴于測試用例和測試報告。TPA提供了關聯和查詢功能，基于測試問題可以很便捷的查看該問題所對應的測試用例和測試需求。
客戶反饋
某OEM測試項目負責人-李經理：今年我們在一個新車型中使用了TPA軟件進行測試問題管理，配置了契合我們的問題處理流程，通過給零部件供應商建立賬號將其納入系統，方便了我們統一管控。另外一個實用的功能是支持綁定郵箱，可及時收到問題修改的推送郵件。評估下來達到了預期效果，后續計劃逐步推廣至的車型項目。
展開 不同光照條件下的無人機視覺導航系統
視覺導航系統可以實現無人機在不同光照條件下的自主定位。
智慧物流的重要推動力量：北斗衛星導航系統
在諸多促進智慧物流發展的高新科技中，北斗導航系統定位技術的應用更是為智慧物流賦予了全新的可能性。
發布于2014年的《道路運輸車輛動態監督管理辦法》就要求，進入運輸市場的總質量12噸及以上重型載貨汽車和半掛牽引車，應當于2015年12月31日前全部安裝、使用北斗衛星定位裝置，并接入道路貨運車輛公共平臺
對于貨車司機來說，安裝、使用北斗衛星定位裝置可使運輸更加安全。對比其他定位系統，“北斗”系統不僅提供位置、導航等基本功能，還提供通信功能，提供全球獨家的短報文服務，北斗三號每次可短信1000個漢字，還可以傳圖像、打語音電話。而且，北斗系統最突出的特點是增加了高軌道衛星，衛星越高抗遮擋能力就越強，尤其在低緯度地區性能更有優勢。
以上只是北斗定位技術在物流行業的眾多應用案例之一。接下來，本文將探討北斗在智慧物流領域的應用，以及它對于物流行業的深遠影響。
北斗在智慧物流中的應用
1.實時跟蹤與監控
借助北斗系統，物流企業可以實時獲取貨物的位置信息，進行遠程跟蹤和監控。無論貨物何時何地，只要接入北斗系統，物流企業就能夠通過指定的軟件或平臺查看貨物的實時位置，提高物流運輸的安全性和可靠性。
2.路線規劃與導航
作為全球衛星導航系統之一，北斗不僅可以提供精確的定位服務，還能夠為物流車輛提供最佳路線規劃和導航服務。物流企業可以根據貨物的重量、體積等參數，結合交通狀況和路線優勢，選擇最佳路線，減少運輸時間和成本。
3.貨物管理與倉儲優化
北斗系統可以與物流倉儲管理系統進行無縫對接，實現對貨物的管理與控制。物流企業可以通過北斗系統，實時掌握貨物的出入庫情況、庫存量等信息，提高倉儲效率和貨物管理水平。
4.運輸安全保障
通過接入北斗系統，物流企業能夠提高運輸安全和警示能力。
展開 不同光照條件下的無人機視覺導航系統
視覺導航系統可以實現無人機在不同光照條件下的自主定位。
來源：飛思實驗室
掃地機器人拆解和主要導航系統技術對比
介紹掃地機器人的拆解和系統構成。
掃地機器人是智能家用電器的一種，可憑借人工智能技術自動在房間內完成地板清理工作，通常采用刷掃和真空方式，將地面雜物先吸納進入自身的垃圾收納盒，從而完成地面清理的功能。
掃地機器人大概可以分為以下核心部分：
? 控制系統：AUTO-MCU智能芯片，為掃地機器人的核心
? 感知系統：超聲波測距儀/接觸傳感器、紅外線傳感器、激光雷達/CCD攝像
? 移動系統：驅動輪和萬向輪，決定掃地機器人的運動空間
? 清潔系統：濾塵袋、集塵袋、排氣管、吸口、邊刷、滾刷、抹布、水箱
? 移動電源：電池、連接部件、充電器，電池容量在2000毫安到3000毫安之間
掃地機器人一般分為主機和充電座兩部分，主機包括：
掃地機器人的充電座包括：
軟件系統是上層建筑，核心競爭力體現在地圖構建和路徑規劃能力，軟件（算法）通常包括：隨機式、激光SLAM、VSLAM、以及多傳感器融合等。
LDS SLAM和vSLAM在掃地機器人導航系統中的應用對比
早期掃地機器人采用隨機清掃路徑，通過陀螺儀對物品進行定位，經常出現反復清掃或大面積漏掃的情況，清掃效率較低，2010年起，隨著導航系統和路徑規劃等技術不斷創新，使用體驗逐漸提高。
在導航系統方面，從陀螺儀導航升級至LDS激光導航、vSLAM 視覺導航。
SLAM（同步定位與地圖構建），指運動物體根據傳感器的信息，一邊計算自身位置，一邊構建環境地圖的過程，有效解決掃地機器人在未知環境下運動時的定位與地圖構建方式。
展開 TPA測試項目管理系統-測試用例管理
? 支持業務邏輯和測試數據分離
TPA支持LTC(邏輯測試用例)/CTC（具體的測試用例）的用例描述結構，可將測試用例的業務邏輯與測試數據相分離，以此提高用例和腳本的使用率，降低維護成本。
TPA可根據LTC的測試用例描述和參數引用自動生成參數表格，并可根據參數表格配置的數據生成CTC，LTC/CTC結構將多條相同邏輯的用例簡化為一個LTC加一張CTC參數表，有效減少了用例編寫工作，同時用戶可以通過添加參數表數據方便的擴展測試用例。 ? 支持Excel測試用例的導入和導出
用戶已有的通過Excel積累的測試用例，支持直接導入TPA系統，如果用戶更習慣使用Excel編寫用例時，TPA還支持Excel文件重復導入，通過重復導入可以實現通過Excel增加和修改測試用例的目的。
當測試環境無網絡支持時，TPA軟件支持將系統中已經編寫好的測試用例導出為Excel文檔，導出的用例文檔可用于無網環境時的手動測試及測試結果記錄。 ? 支持用例審核機制
對于一些涉及安全關鍵的用例，為了保證被測件的安全，需要上級人員或是設計人員對測試用例進行審核，只有通過審核的用例才可以執行。
針對這種需求，TPA提供了用例審核機制，包含用例審核和申請編輯兩個過程：
用例審核：用例編寫完成后用例編寫人可以提出用例審核申請并指定審核人，審核人收到申請后會查看用例并進行審核，審核通過的用例不允許任何人再修改，同時要求測試人員只能執行通過審核的測試用例。
申請編輯：當通過審核的用例需要再次修改時，經過審批流程，否則不允許修改。 ? 便捷的測試用例復用
對于測試部門來說，測試用例庫的積累至關重要。
展開 美推出中小無人機三層韌性導航系統
軍事宇航網站2022年1月10日報道，近日，霍尼韋爾公司推出兩款新型韌性導航系統：霍尼韋爾緊湊型慣性導航系統和霍尼韋爾雷達測速系統，用于中小型無人機的商業和軍事航空應用，特別是超視距任務。
這些系統與霍尼韋爾合作伙伴InfiniDome的抗干擾系統GPSdome一起，專為需要尺寸小、重量輕和功耗低的可靠導航解決方案的商業和軍事用戶而設計。這些系統將提供多層保護，即使在全球導航衛星系統（GNSS）受到挑戰或被拒止的環境中也能持續運行。
在全球范圍內，基于GNSS的系統已經成為空中、陸地和海上載具的主要導航手段。然而，這導致有意、無意干擾（包括干擾和欺騙）顯著增加?，F在的系統必須能夠處理信號中斷，并保持關鍵導航授時能力隨時可用?；裟犴f爾的韌性導航理念旨在通過結合GNSS抗干擾、慣性導航和替代導航系統實現多層韌性。
InfiniDome公司的GPSdome是一款小型附加設備，可提供第一層抗GNSS干擾保護，確保低功耗干擾條件下持續運行，并能夠在GPS受到挑戰的環境下實現至關重要的首次GPS鎖定。GPSdome與任何現用GNSS接收機和天線兼容?；裟犴f爾在2021年8月與InfiniDome簽署了合作協議，共同開發和交付GPS信號保護系統。
新的霍尼韋爾緊湊型慣性導航系統大約有一副撲克牌大小，使用戰術級慣性傳感器向商業和軍事用戶提供精確位置信息。這第二層韌性提供了在較短GNSS中斷期間進行導航的能力。這在GNSS可用性時斷時續的城市峽谷或抗干擾系統不足的強干擾環境中特別有用。
霍尼韋爾雷達測速系統是一種小型、輕型、低功耗雷達導航輔助系統。
展開 車輛性能測試03：漢航NTS.LAB車輛滑行測試系統
傳感器持續采集車輛滑行過程中的各項數據，由滑行測試分析軟件漢航NTS.LAB自動分析處理，利用特定的算法，根據牛頓第二定律（F=ma，其中F為車輛所受的合力，m為車輛質量，a為加速度），得出車輛在滑行過程中所受到的各種阻力。
車輛滑行測試系統的構成
傳感器組件： HS-Gyro90
高精度組合慣性測量單元：通過使用高精度慣性測量單元IMU與定位模塊GNSS，能夠精準的獲取車輛的速度，加速度，位移，時間等多種信息，并且在衛星信號丟失的一段時間內仍能夠保持一定的精度。
GPS/BDS雙模天線：能夠同時接收GPS（全球定位系統）和BDS（北斗衛星導航系統）信號，能夠提升定位精度，并增強系統峰可靠性和抗干擾能力。
高精度數據采集前端：漢航Hunter Mobile
Hunter Mobile 特征概述：
? 支持多種信號類型的傳感器，如IEPE、電壓、應變、RTD、熱電偶、4~20mA電流、電位計、編碼器等。
? 支持多種測試類型：NVH測試、車輛性能測試等。
? 支持級聯拓展，支持IEEE 1588 PTP V2精密時鐘協議，同步精度可達納秒級。
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