一種分布式光纖擾動監測系統中擾動位置的定位方法
【專利摘要】本發明屬于分布式測量【技術領域】，具體為一種分布式光纖擾動監測系統中擾動位置的定位方法。該方法首先將獲得干涉相位信號差進行傅立葉變換，得到頻譜#(F)，然后取其對數得到對數頻譜，信號的對數頻譜再分別經過濾波相減或者自相關單步驟、或者經過濾波相減和自相關兩個步驟結合后，最后進行傅立葉變換，就可以得到擾動位置。這種方法的優點在于峰值明顯，峰能量集中，定位準確，適用的定位范圍廣。本發明特別適用于光纖分布式監測定位系統。
【專利說明】一種分布式光纖擾動監測系統中擾動位置的定位方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬于分布式測量【技術領域】，具體的說，涉及一種分布式光纖擾動監測系統 中擾動位置的定位方法。

【背景技術】
[0002] 分布式光纖擾動監測定位系統被廣泛地應用于測量中，同時測量信號也被用于對 監測目標的特性分析。例如，在石油管線中，利用分布式光纖擾動監測定位系統代替人工巡 邏，及時發現偷油，漏油，破壞管線等行為，并精確定位行為發生的位置，智能化管理管線， 確保管線安全。在安防領域中，由于光纖的隱蔽性與抗電磁性，分布式光纖擾動監測定位系 統十分適合實時監測各類突發事件，且監測成功率較普通光電系統高。
[0003] 傳統的分布式光纖擾動監測定位系統中的定位算法主要有陷波點法和時間延遲 法。陷波點法選取干涉相位信號頻譜的單個頻率凹陷點或幾個頻率凹陷點，通過這些頻率 點的位置與擾動點位置之間的關系進行定位。這種方法主要有兩個缺點。一是這些頻率點 的位置易受其他因素的影響發生偏移，導致定位精度不高；二是多重尋峰算法效果不好，且 比較耗時，常常選取錯誤的凹陷頻率，導致最后定位失敗。時間延遲法利用構造的兩路信號 之間的時延差與擾動點距離的關系進行定位，通過恰當方法提取該延時，并利用對應關系 轉化成定位距離。該方法的主要缺點在于采用迭代算法，導致計算緩慢，對處理設備要求較 高，且光路結構復雜。


【發明內容】

[0004] 本發明針對分布式光纖擾動檢測系統，提出了一種分布式光纖擾動監測系統中擾 動位置的定位方法；其定位精確度高。
[0005] 本發明針對圖5所示分布式光纖擾動檢測系統，假設圖5中5處發生擾動，干涉 信號已經過放大或衰減的幅度調理，由相位還原算法得到相位差信號ψα)，并已經過一次 FFT得到了相位差信號的頻譜，可以表示成如下形式：

【權利要求】
1. 一種分布式光纖擾動監測系統中擾動位置的定位方法，其特征在于，具體步驟如 下： (1) 先將采集到的光纖上兩路干涉信號PIN I和PIN II經過相位還原得到干涉相位差 信號_(?),然后將它進行傅立葉變換得到頻譜Φ?),再對頻譜取對數，得到對數頻譜 (2) 采用濾波相減技術和/或自相關技術，進行擾動位置定位波形調理；其中，所述濾 波相減技術是將對數頻譜if j通過低通濾波器，得到對數頻譜包絡線
；再 將對數頻譜i f P咸去對數頻譜包絡線
得到
；所述自相關技術 是將頻譜對數頻譜丨f 1或丨i71進行自相計算； (3) 最后，對步驟（2)的結果，進行傅里葉變換得到定位距離。
【文檔編號】G01D5/353GK104215271SQ201410368811
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月30日 優先權日:2014年7月30日
【發明者】皮少華, 王冰潔, 肖倩, 賈波 申請人:復旦大學