基于系统功能的雷达探测能力软件测试方法*

王 宇 陈 涛

(91413部队 秦皇岛 066000)

基于系统功能的雷达探测能力软件测试方法*

王 宇 陈 涛

(91413部队 秦皇岛 066000)

用软件测试角度,从雷达系统专业背景考虑,对雷达系统软件探测能力指标进行考核验证,测试用例设计基于雷达系统功能和作战使用,以期通过软件测试发现系统缺陷,体现装备软件测试的专业背景。基于系统功能的软件测试方法,将装备软件测试与装备专业理论结合起来,符合信息化装备发展的要求,符合装备软件测试按专业领域划分的要求,有利于保证测试的充分性和有效性,提升装备软件测试对装备软件质量的保障。

探测能力; 软件测试; 雷达; 武器装备

Class Number TP391

1 引言

雷达探测能力是雷达系统发现目标的能力,通常指雷达系统最大探测距离和最小作用距离。探测能力是雷达系统的重要战术指标之一,以往对雷达探测能力的验证多在外场试验中进行,很少从软件测试的角度去考核验证。现代雷达系统采取软硬结合的开发方式,系统的主要功能实现都在软硬结合模块中,系统战术指标与软件关系十分密切。装备软件测评是从不同角度,用不同方法,对系统指标要求进行考核验证,与外场试验存在一定交叉很正常、也是必要的[1～2]。

面对软件高度集成的现代雷达系统,本文提出基于系统功能的软件测试方法,用软件测试角度,从雷达系统专业背景考虑,研究雷达系统软件探测能力指标测试,以期通过软件测试发现系统缺陷而不仅仅是软件缺陷。

2 测试对象分析

以某雷达软件系统作为测试对象开展测试方法研究。该雷达系统是一种新体制对空、对海警戒雷达,系统主要功能是完成不同探测模式下的目标探测、搜索、跟踪;工作方式分对海搜索和对空搜索两种方式。

1) 对海搜索工作方式

对海目标系统功能:对海上目标的警戒监视;15个工作频点;点迹通道为短脉冲;跟踪方式为粗跟踪。

对海探测信息数据处理任务:对雷达前端探测的海上目标回波信号,形成目标探测点迹,并对点迹进行跟踪滤波处理,生成目标航迹,在雷达显示界面显示。

2) 对空搜索工作方式

对空目标系统功能:对空中目标搜索、监视和跟踪;15个工作频点;点迹通道为长脉冲、短脉冲,短脉冲用于对近区空中目标搜索,长脉冲用于远区空中目标搜索;跟踪方式为粗跟踪和精跟踪。

对空探测信息数据处理任务:对雷达前端的探测空中目标回波信号,形成目标探测点迹,并对点迹进行跟踪滤波处理,生成目标航迹,在雷达显示界面显示。

根据雷达系统功能分类,测试项目为雷达软件系统探测能力指标测试,测试内容包括对海探测能力和对空探测性能。具体如下:

对海探测能力:对海最大探测距离,对海最小作用距离。

对空探测能力:对空最大探测距离,对空最小作用距离。

3 测试环境建立

测试环境由雷达实装系统、模拟测试系统和真实海空目标构成。利用飞机和海上舰船为雷达软件提供真实目标数据,利用模拟测试系统产生模拟目标回波和目标点迹、航迹数据。测试时,综合利用真实目标和模拟目标。模拟测试系统1负责按设定的模拟目标参数产生回波数据,驱动全系统软件运行,模拟测试系统2根据测试需要产生目标点迹数据,通过网络发送给雷达系统软件。测试环境总体部署如图1所示。

图1 测试环境示意图

4 测试方法说明

基于系统功能的软件测试方法,采用功能分解法,按照雷达系统功能和作战使用,制定测试项目和内容。采用等价类划分法和边界值分析法,设计测试用例。以真实海空目标数据为首选驱动雷达系统软件运行,在真实目标数据难以满足测试要求的情况下,采用模拟目标数据,对软件进行综合测试[3～7]。

4.1 对海探测能力指标测试方法

模拟系统根据测试需要产生目标点迹数据,模拟目标在信号处理分系统前端注入,驱动雷达系统软件运行。

设定雷达工作状态:

工作方式:对海搜索,工作频点:F0/F7/F14,点迹通道:短脉冲,跟踪方式:粗跟踪,数据率:对海搜索模式;

设定模拟目标属性:

1) 模拟目标符合点迹合法性选取标准(按雷达探测信息处理要求:对海点迹距离必须在AA公里至C公里之间);

2) 模拟目标能量按系统信号处理算法要求的航迹建批准则设定小、适中、大三个方面。

1) 对海最大探测距离

设定目标航路:

(1)模拟目标从距离雷达大于AA公里处起始至雷达稳定跟踪目标结束,匀速直线向站航行;

(2)模拟目标从距离雷达C公里处起始至目标完全消失结束,匀速直线背站航行;

记录发现模拟目标点迹到建批、稳定跟踪的目标数据;记录目标消失距离值。

数据处理方法:

(1)概率统计法,对数据进行分段统计,计算在满足检测概率和虚警概率条件下的目标发现距离。

(2)记录每次测试时目标消失距离值,取最小值。

判定准则:

(1)在一定的检测概率和虚警概率条件下,目标发现距离≥最大探测距离指标值。

(2)目标消失距离最小值≥最大探测距离指标值。

2) 对海最小作用距离

设定目标航路:

(1)模拟目标从距离雷达AA公里处起始至距目标完全消失结束,匀速直线向站航行;

(2)模拟目标从距离雷达小于C公里处起始至发现目标,匀速直线背站航行;

记录雷达发现目标和目标消失的距离值。

数据处理方法:记录每次测试时目标发现和丢失距离,取最大值。

判定准则:目标发现/目标消失距离值最大值≤最小作用距离指标值。

4.2 对空探测能力指标测试方法

模拟系统根据测试需要产生目标点迹数据,模拟目标在信号处理分系统前端注入,驱动雷达系统软件运行。

设定雷达工作状态:

1) 工作方式:对空搜索,工作频点:F0/F7/F14,点迹通道:长脉冲,跟踪方式:粗跟踪,数据率:对空搜索模式;

2) 工作方式:对空搜索,工作频点:F0/F7/F14,点迹通道:短脉冲,跟踪方式:精跟踪,数据率:对空搜索模式;

设定模拟目标属性:

1) 模拟目标符合点迹合法性选取标准(对空长脉冲点迹距离在AA公里至BBB公里之间,对空短脉冲点迹距离在AA公里至C公里之间)。

2) 模拟目标能量按系统信号处理算法要求的航迹建批准则设定小、适中、大三个方面。

3) 模拟目标高度设定高、中、低三个层次。

1) 对空最大探测距离

设定目标航路:

(1)模拟目标从距离雷达大于BBB公里处起始至距雷达稳定跟踪目标结束,匀速直线向站飞行。

(2)模拟目标从距离雷达小于AA公里处起始至目标完全消失结束,匀速直线背站飞行。

记录发现模拟目标点迹到建批、稳定跟踪的目标数据,记录目标丢失数据。

数据处理方法:

(1)概率统计法,对数据进行分段统计,计算在满足检测概率和虚警概率条件下的目标发现距离。

(2)记录每次测试时目标消失距离值,取最小值。

判定准则:

(1)在一定的检测概率和虚警概率条件下,目标发现距离≥最大探测距离指标值。

(2)目标消失距离最小值≥最大探测距离指标值。

2) 对空最小作用距离

设定目标航路:

(1)模拟目标从距离雷达AA公里处起始至目标完全消失结束,匀速直线向站飞行。

(2)模拟目标从距离雷达小于C公里处起始至雷达发现目标,匀速直线背站飞行。

记录雷达发现目标和目标消失的距离值。

数据处理方法:记录每次测试时目标发现和丢失距离,取最大值。

判定准则:目标发现/目标消失距离最大值≦最小作用距离指标值。

对每类航路执行五次测试,要求每次测试的结果均满足指标要求[8～10]。

5 结语

装备软件测试要体现出装备专业背景,以往雷达系统软件测评常用方式是基于软件功能,对软件的全部功能和工作流程进行测试,通过软件测试发现软件缺陷,装备软件测试与装备系统功能和作战使用脱离,难以保证测试的充分性和有效性。基于系统功能的软件测试方法,测试用例设计基于雷达的系统功能和作战使用,通过软件测试以期发现系统缺陷,符合装备信息化发展的要求,符合装备软件测试按专业领域划分的要求,有利于提升装备软件测试对装备软件质量的保障,进一步增强对装备质量的保障。

[1] 郭久武,陈策,等.装备软件定型测评的几个误区[J].军用软件测评实验室,2011(3):1-3.

[2] 丁鹭飞,耿富录.雷达原理[M].西安:西安电子科技大学出版社,2002:5-7.

[3] Ian Sommerville.软件工程[M].北京:机械工业出版社,2003:304-313.

[4] 张海藩.软件工程[M].北京:人民邮电出版社,2002:55-123.

[5] 张海藩.软件工程导论[M].北京:清华大学出版社,2005.135-172.

[6] 郑人杰,许静,等.软件测试[M].北京:人民邮电出版社,2011:49-76.

[7] 齐欢,王小平.系统建模与仿真[M].北京:清华大学出版社,2004:3-10.

[8] 杨榜林,岳全发,等.军事装备试验学[M].北京:国防工业出版社,2002:235-326.

[9] 萧海林,王祎,等.军事靶场学[M].北京:国防工业出版社,2012:155-175.

[10] 安树林,董印权,等.海军武器装备试验仿真技术[M].北京:国防工业出版社,2006:142-295.

A Software Testing Method of Radar Detection Ability Based on System Function

WANG Yu CHEN Tao

(No. 91413 Troops of PLA, Qinhuangdao 066000)

Under radar professional background, the detection ability of radar system was tested by software testing. Test cases were designed based on system function and operational use of radar system. System defects would be found by this software testing method, and professional background of the equipment software testing was embodied. The software testing method on the radar system function combined equipment software testing with equipment professional knowledge. It accorded with the development of information equipment and the demand which equipment software testing was classified on specialty field. It was in favor of software test adequacy and availability, and equipment software quality.

detection ability, software testing, radar, weapon equipment

2013年8月5日,

2013年9月25日

王宇,女,硕士,工程师,研究方向:装备软件测评。陈涛,女,工程师,研究方向:装备软件测评。

TP391

10.3969/j.issn1672-9730.2014.02.035