本发明涉及卫星通信、汽车电子、测试与测量、计算机、新一代通信，特别地，涉及智能网联汽车的智能座舱单北斗测试；具体而言，涉及一种智能座舱单北斗测试装置及测试方法。
背景技术：
1、在智能座舱相关技术中，传统的智能座舱测试方法对智能座舱进行测试时，测试集的复杂度较低，测试覆盖度较为片面，并且测试集的更新效率较低，导致难以准确、高效地获取智能座舱单北斗定位性能的测试结果。另外，在智能座舱单北斗终端测试方面，现有技术通常采用信号模拟器的方式，将待测智能座舱单北斗终端放置在屏蔽箱中，北斗信号模拟器发出的北斗信号经射频线缆通过天线辐射出来，对智能座舱单北斗终端进行测量。每台待测智能座舱单北斗终端都需要在屏蔽箱中安装天线，进行北斗功能及性能测试，测试流程相对复杂且成本较高，尤其在工厂生产线批量化生产时，效率较低。
2、为解决传统测试方法存在的这些局限性问题，现阶段提出了一些新的智能座舱测试方法和单北斗终端测试系统。例如一种单北斗终端的测试系统，包括北斗信号模拟器、信号功分器和至少一个待测单北斗终端。北斗信号模拟器用于生成模拟单北斗卫星信号；信号功分器与北斗信号模拟器通过通信电缆连接，用于接收模拟单北斗卫星信号；每个待测单北斗终端分别与信号功分器通过通信电缆连接，用于接收模拟单北斗卫星信号，对模拟单北斗卫星信号进行解析，并将解析参数与模拟单北斗卫星信号的原始参数进行对比，以获得测试结果。这样可以实现采用一台北斗信号模拟器，同时对多个待测单北斗终端进行功能和性能测试，有利于生产线批量生产，提高生产效率和降低生产成本。
3、但是，现有的采用信号功分器的测试方案只能测试出智能座舱主板上的单北斗导航系统的接收性能参数，而实际的智能座舱单北斗导航系统应用中多为复杂的路况和环境存在信号干扰、多径效应等工况，并且，不同整车的车载电子无线信号、车辆材质以及安装位置等因素也会造成无线干扰，对实际智能座舱的信号发射和接收也会产生影响。因此，现有的单北斗终端测试方案与智能网联汽车上实际的智能座舱单北斗导航系统应用存在比较大的差异，不能够准确地验证出智能座舱单北斗导航系统的应用性能，不能保证导航、定位等功能的准确性，容易因定位偏差而导致导航失误。
技术实现思路
1、鉴于此，本发明的目的在于通过设计有效的测试装置和测试方法，在一个开阔的、北斗信号全向覆盖的信号环境下，进行多方位、多角度的整车智能座舱耦合测试，快速、全面地检测智能座舱与单北斗导航系统的兼容性和应用性能，提高测试效率和准确性，保证智能座舱对单北斗导航系统的精准、稳定和可靠应用，保证在各种复杂环境和工况下，智能座舱能够准确接收和处理单北斗卫星信号，为用户提供准确的导航和定位服务，减少人工干预和误差；通过测试发现并解决可能存在的信号延迟、定位偏差等问题，提升用户在使用智能座舱单北斗功能时的满意度，优化智能座舱的用户体验；通过精准的单北斗导航系统在智能座舱中的良好应用，有助于降低事故风险，保障行车安全；通过提供有效的智能座舱单北斗测试手段，有利于推动智能座舱在单北斗导航系统应用方面不断改进和完善，促进智能座舱技术的发展和创新。
2、本发明提供一种智能座舱单北斗测试装置，包括：微波暗室、转台、圆弧导轨；所述圆弧导轨竖向设置在所述微波暗室的内部，所述转台平行设置在所述微波暗室的底壁上，所述圆弧导轨的圆心与所述转台的圆心重合，所述测试车辆放置在所述转台的中心；所述圆弧导轨的高度角范围为0-90°，所述高度角0°处与所述转台的上表面平齐；所述圆弧导轨的高度角90°处位于所述测试车辆的正上方；所述圆弧导轨上滑动连接有滑动天线，所述滑动天线从所述圆弧导轨的0°的一端向90°的一端滑动，或，从所述圆弧导轨的90°的一端向0°的一端滑动，所述滑动天线在滑动过程中每隔5-15°短时固定，便于进行测试；所述微波暗室的内壁铺设有吸波材料，优选地，吸波材料采用石墨烯复合材料，吸收微波暗室内壁表面接收到的电磁波能量，减少了电磁波的反射干扰。
3、进一步地，所述圆弧导轨采用高密度聚乙烯hdpe材质，所述圆弧导轨上沿弧度方向设置有尼龙材质的齿条，所述滑动天线连接有聚甲醛材质的齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合传动连接，所述滑动天线固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出轴与所述齿轮同轴传动连接。
4、高密度聚乙烯（hdpe）在电磁波透过方面表现出更为优异的性能。高密度聚乙烯对于微米波段以及毫米波段的电磁波的透过率高达90%-95%，从而使圆弧导轨本身不会产生电磁波反射干扰。
5、本发明采用非金属材质的齿轮、齿条，避免了金属材料齿轮齿条会产生的电磁波反射干扰。
6、进一步地，所述圆弧导轨的高度角0°处固定连接在微波暗室的底壁上，所述圆弧导轨的轨身固定连接在微波暗室的顶壁上，保障了圆弧导轨的安装稳定性。
7、优选地，所述圆弧导轨的0°的一端通过螺栓与微波暗室的底壁螺纹固定连接，所述圆弧导轨的轨身通过多条非金属绳缆吊装连接在微波暗室的顶壁上，采用上部绳缆吊装和下部螺纹固定的双向固定的安装方式，不仅结构连接可靠性高，而且工艺简单，安装、拆卸方便，便于维护。
8、本发明还提供一种智能座舱单北斗测试方法，应用于如上述所述的智能座舱单北斗测试装置，包括以下步骤：
9、在测试车辆周围铺设吸波材料，由智能座舱捕捉模拟单北斗卫星信号并进行接收、处理；
10、示例性地，根据实际需要选择适用的吸波材料，如石墨烯复合材料、聚合物吸波材料等；采用吸波材料的粘接剂，将吸波材料牢固地粘贴安装在微波暗室的内壁上，防止脱落或移位；装贴吸波材料时，需逐渐将吸波材料的贴合面贴合到内壁表面，同时用工具轻压，排除可能产生的气泡；对装贴吸波材料的边缘进行处理，保证吸波材料与内壁表面的贴合度，避免边缘起皱或脱落，充分发挥吸波材料的性能，提高电磁波控制效果。
11、将测试车辆停放在微波暗室的转台上，优选地，在测试车辆周围的上、下、前、后、左、右六面铺设吸波材料，由北斗信号模拟器通过滑动天线发射模拟单北斗卫星信号；
12、具体地，所述模拟单北斗卫星信号的工作频段包括 b1、b2 和 b3 频段；其中，b1频段为1559.052mhz - 1591.788mhz，民用标称频率为1561.098mhz；b2频段为1166.220mhz- 1217.370mhz；b3频段为1250.618mhz - 1286.423mhz；
13、通过在测试车辆周围铺设吸波材料，避免了单北斗卫星信号被暗室墙壁反射或折射回智能座舱，保证了测试的准确性。
14、通过滑动天线在圆弧导轨的运动，在0-90°范围内改变测试车辆的卫星高度角，在每个固定的卫星高度角进行水平方向0-360°连续旋转，通过滑动天线持续发射模拟单北斗卫星信号，持续输出智能座舱的nmea信息；
15、增大卫星高度角对水平定位精度具有以下积极影响：
16、（1）几何构型改善：
17、当卫星高度角增大时，参与定位的卫星在空间中的分布更加有利。这使得卫星与接收设备之间的几何构型得到改善，从而降低几何精度因子（gdop）。gdop 是衡量定位精度的一个重要指标，gdop的值越小，水平定位精度越高。
18、例如，在较高的卫星高度角情况下，卫星之间的相对角度变化较大，能够提供更多不同的观测方向，有利于提高定位的准确性。
19、（2）信号强度增强：
20、较高的卫星高度角通常意味着卫星信号在传播过程中受到的障碍物遮挡较少。这使得接收设备接收到的信号强度增强，信号质量提高。
21、强信号可以减少信号噪声和多径效应的影响，从而提高水平定位的精度。例如，在开阔地带，当卫星高度角较大时，接收设备能够接收到更稳定、更清晰的卫星信号，有助于提高定位的准确性。
22、在城市环境中的车辆智能座舱单北斗导航应用定位中，由于建筑物的遮挡，需要更多地考虑在较低范围内增大高度角卫星的可用性。本发明根据智能座舱单北斗应用需求，选用合适的卫星高度角范围（0-90°）和定位测试方法，以实现最佳的水平定位精度。
23、具体地，由测试车辆的智能座舱捕捉所述模拟单北斗卫星信号，并对模拟单北斗信号进行接收、处理，得到智能座舱的nmea信息；设置智能座舱输出的nmea语句信息的更新频率（优选更新频率为1hz），输出所述智能座舱的nmea信息；设置测试车辆的卫星高度角的初始值和步进角度，将滑动天线转动到0-90°范围内设定的卫星高度角下，测试车辆水平方向0-360°连续旋转，所述北斗信号模拟器通过滑动天线持续输出模拟单北斗卫星信号，所述智能座舱持续吐出nmea信息，基于所述 nmea信息测试智能座舱与单北斗导航系统交互的信号强度、北斗信号传输稳定性、功能响应速度，获取测试结果，并记录测试时间；
24、优选地，测试车辆既可以在水平方向0-360°连续旋转，还可以在水平方向0-360°往复旋转；
25、优选地，测试车辆水平旋转的转速为1-10rpm，该转速范围便于对智能座舱接收单北斗卫星信号的测试。
26、智能座舱作为汽车电子系统的重要组成部分，测试智能座舱获取模拟单北斗卫星信号的定位、导航和授时信息的准确性，并将这些信息应用于智能座舱系统，保证智能座舱在车辆行驶过程中，能够稳定、可靠地利用单北斗导航信息，为驾驶者和乘客提供服务。
27、基于所述 nmea信息测试智能座舱与单北斗导航系统的交互性能，获取测试结果，并记录测试时间。
28、优选地，在设定的卫星高度角范围内以所述卫星高度角的步进角度为基数，通过滑动天线的运动等角度改变测试车辆的卫星高度角，重复执行测试动作，完成测试。
29、具体地，基于智能座舱的nmea信息的测试数据，通过3d建模分析，研究分析出具体是哪个方向的单北斗卫星信号接收数据比较差，快速得出测试结果。判断是否是安装位置影响、结构影响、智能座舱本身的软硬件设计影响、单北斗天线方向性的影响、汽车玻璃对北斗信号隔离的影响等原因，相应地对安装位置、结构、软硬件设计、天线设计、材料设计等进行改进优化，提高单北斗卫星信号接收数据的准确性。
30、进一步地，所述在0-90°范围内改变测试车辆的卫星高度角的方法包括以下步骤：
31、根据测试车辆与模拟单北斗卫星信号的发射源的相对位置，设置测试车辆的卫星高度角的初始值；
32、基于测试性能指标的精度要求，设置测试车辆的卫星高度角的步进角度；
33、控制驱动所述测试车辆进行水平方向转动以及所述滑动天线进行高度方向转动，实现卫星高度角的多级变动。
34、该智能座舱单北斗测试方法通过全向测试，能够全面测试智能座舱各个角度接收的信号强度、北斗信号传输稳定性、定位功能响应速度，涵盖了智能座舱与单北斗导导航系统交互的多个方面，全面测试智能座舱在不同地理环境中对单北斗卫星信号的适应能力，验证整车上智能座舱在某个角度、某个方向上可能存在的问题。
35、进一步地，所述智能座舱捕捉所述模拟单北斗卫星信号的方法包括：将智能座舱与对比样机上的单北斗卫星信号进行比较，判断智能座舱是否有单北斗卫星信号；如果对比样机上有单北斗卫星信号，而智能座舱没有单北斗卫星信号，则判断为智能座舱的单北斗导航系统没有正确打开，通过软件采用正确的方式打开单北斗导航系统；
36、如果对比样机上有单北斗卫星信号，而智能座舱也有单北斗卫星信号，则判断为智能座舱捕捉到模拟单北斗卫星信号；
37、如果对比样机上没有单北斗卫星信号，而智能座舱有单北斗卫星信号，则判断为对比样机出现故障，更换对比样机重新进行比较，确认智能座舱捕捉到模拟单北斗卫星信号；
38、如果对比样机上没有单北斗卫星信号，而智能座舱也没有单北斗卫星信号，则判断为北斗信号模拟器出现故障，更换北斗信号模拟器重新进行模拟单北斗卫星信号发射，确认智能座舱捕捉到模拟单北斗卫星信号。
39、通过比较判断单北斗卫星信号的接收情况，能够及时地排查测试中哪个组件出现了故障，并相应进行处理，有效提高测试效率。
40、进一步地，所述输出智能座舱的nmea信息的方法包括：判断智能座舱的nmea信息能否正确输出；如果不能正常输出，则判断为存在没有正确打开智能座舱单北斗系统、波特率不对、usb接口故障的问题，对这些问题进行逐一排查，针对排查的问题以正确的方式打开单北斗系统；
41、如果能够正确输出，则根据输出的nmea信息得到测试结果。
42、通过有针对性的判断nmea信息输出是否正确，能够快速锁定故障所在，全面检测智能座舱与单北斗导航系统的兼容性和应用性能。
43、进一步地，所述卫星高度角的步进角度设置为15°，在设定的0°-90°的卫星高度角范围内包含角度值数列0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°。以15°的角度递进的多级俯仰转动角度，既有利于多角度地进行测试，又不会因为多级过细而增加过多的运算量。优选地，高度角的最小步进角度设置为5°，可更进一步提高多角度智能座舱耦合测试的测试精度。
44、优选地，高度角低于15°以下（因为高度角较小，智能座舱接收到的单北斗信号强度较小）的测试数据也可过滤掉不计，提高测试结果的准确性。
45、可选地，通过编程实现对测试数据的自动化采集和分析，提高测试效率和准确性。
46、本发明通过多方位、多角度的智能座舱耦合测试，保障了单北斗卫星定位的精准性能，为单北斗导航定位的使用提供了准确定位的信息；并且，在使用车联网v2x、紧急呼叫功能时，当前车或前方发生危险时，会及时上报准确的北斗定位位置信息，方便救援或者后车危险避让。
47、本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上述所述的智能座舱单北斗测试方法的步骤。
48、本发明还提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的智能座舱单北斗测试方法的步骤。
49、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
50、本发明公开的智能座舱单北斗测试装置及测试方法能够准确检测车辆在复杂路况和环境下的定位偏差，避免因定位错误导致的导航失误；涵盖智能座舱与单北斗导航系统交互的多个方面，包括信号强度、北斗信号传输稳定性、功能响应速度等，增强了测试全面性；全面测试智能座舱在不同地理环境中对北斗信号的适应能力；采用自动化的测试流程和装置，减少人工干预，缩短测试时间，提升了测试效率；能够更精准地检测智能座舱对单北斗信号的接收、处理和应用能力，保证导航、定位等功能的准确性，提高了测试准确性；通过预设的测试脚本和自动数据分析，能够快速得出测试结果，更准确地验证出智能座舱单北斗性能；优化智能座舱性能，根据测试结果可针对性地进行智能座舱的安装位置、结构设计、软硬件设计、天线设计、汽车玻璃材料设计等改进优化，提升与北斗系统的协同工作性能；保证智能座舱中的单北斗导航功能可靠运行，提供准确的路线引导和预警信息，在紧急情况下能够及时提供准确的位置信息，协助救援工作，保障驾驶安全；该测试方案可以减少重复测试和不必要的资源消耗，降低测试成本以及研发和生产成本，通过一次全面的测试，减少后续因问题排查而产生的额外费用；增强用户体验，减少导航过程中的信号中断和路线偏差，让用户出行更加顺畅，为用户提供更稳定、精准和便捷的单北斗导航服务，提升智能座舱的整体使用体验；该测试方案推动单北斗导航系统在智能座舱中的广泛应用和优化，促进了北斗技术在汽车领域的应用，使得更多汽车品牌有意向采用基于单北斗的智能座舱解决方案，有助于提高我国汽车产业的技术水平和竞争力。
1.一种智能座舱单北斗测试装置，其特征在于，包括：微波暗室、转台、圆弧导轨；所述圆弧导轨竖向设置在所述微波暗室的内部，所述转台平行设置在所述微波暗室的底壁上，所述圆弧导轨的圆心与所述转台的圆心重合，所述测试车辆放置在所述转台的中心；所述圆弧导轨的高度角范围为0-90°，所述高度角0°处与所述转台的上表面平齐；所述圆弧导轨的高度角90°处位于所述测试车辆的正上方；所述圆弧导轨上滑动连接有滑动天线，所述滑动天线从所述圆弧导轨的0°的一端向90°的一端滑动，或，从所述圆弧导轨的90°的一端向0°的一端滑动，所述滑动天线在滑动过程中每隔5-15°短时固定；所述微波暗室的内壁铺设有吸波材料。
2.根据权利要求1所述的智能座舱单北斗测试装置，其特征在于，所述圆弧导轨采用高密度聚乙烯hdpe材质，所述圆弧导轨上沿弧度方向设置有尼龙材质的齿条，所述滑动天线连接有聚甲醛材质的齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合传动连接，所述滑动天线固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出轴与所述齿轮同轴传动连接。
3.根据权利要求1所述的智能座舱单北斗测试装置，其特征在于，所述圆弧导轨的高度角0°处固定连接在微波暗室的底壁上，所述圆弧导轨的轨身固定连接在微波暗室的顶壁上。
4.根据权利要求3所述的智能座舱单北斗测试装置，其特征在于，所述圆弧导轨的0°的一端通过螺栓与微波暗室的底壁螺纹固定连接，所述圆弧导轨的轨身通过多条非金属绳缆吊装连接在微波暗室的顶壁上。
5.一种智能座舱单北斗测试方法，应用于如权利要求1-4任一项所述的智能座舱单北斗测试装置，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的智能座舱单北斗测试方法，其特征在于，所述在0-90°范围内改变测试车辆的卫星高度角的方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的智能座舱单北斗测试方法，其特征在于，所述捕捉模拟单北斗卫星信号的方法包括：将智能座舱与对比样机上的单北斗卫星信号进行比较，判断智能座舱是否有单北斗卫星信号；如果对比样机上有单北斗卫星信号，而智能座舱没有单北斗卫星信号，则判断为智能座舱的单北斗导航系统没有正确打开，通过软件采用正确的方式打开单北斗导航系统；
8.根据权利要求6所述的智能座舱单北斗测试方法，其特征在于，所述输出智能座舱的nmea信息的方法包括：判断智能座舱的nmea信息能否正确输出；如果不能正常输出，则判断为存在没有正确打开智能座舱单北斗系统、波特率不对、usb接口故障的问题，对这些问题进行逐一排查，针对排查的问题以正确的方式打开单北斗系统；
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求5-8任一项所述的智能座舱单北斗测试方法的步骤。
10.一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求5-8任一项所述的智能座舱单北斗测试方法的步骤。
