一种分布式光纤扰动监测系统中扰动位置的定位方法
【专利摘要】本发明属于分布式测量【技术领域】，具体为一种分布式光纤扰动监测系统中扰动位置的定位方法。该方法首先将获得干涉相位信号差进行傅立叶变换，得到频谱#(F)，然后取其对数得到对数频谱，信号的对数频谱再分别经过滤波相减或者自相关单步骤、或者经过滤波相减和自相关两个步骤结合后，最后进行傅立叶变换，就可以得到扰动位置。这种方法的优点在于峰值明显，峰能量集中，定位准确，适用的定位范围广。本发明特别适用于光纤分布式监测定位系统。
【专利说明】一种分布式光纤扰动监测系统中扰动位置的定位方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于分布式测量【技术领域】，具体的说，涉及一种分布式光纤扰动监测系统 中扰动位置的定位方法。
【背景技术】
[0002] 分布式光纤扰动监测定位系统被广泛地应用于测量中，同时测量信号也被用于对 监测目标的特性分析。例如，在石油管线中，利用分布式光纤扰动监测定位系统代替人工巡 逻，及时发现偷油，漏油，破坏管线等行为，并精确定位行为发生的位置，智能化管理管线， 确保管线安全。在安防领域中，由于光纤的隐蔽性与抗电磁性，分布式光纤扰动监测定位系 统十分适合实时监测各类突发事件，且监测成功率较普通光电系统高。
[0003] 传统的分布式光纤扰动监测定位系统中的定位算法主要有陷波点法和时间延迟 法。陷波点法选取干涉相位信号频谱的单个频率凹陷点或几个频率凹陷点，通过这些频率 点的位置与扰动点位置之间的关系进行定位。这种方法主要有两个缺点。一是这些频率点 的位置易受其他因素的影响发生偏移，导致定位精度不高；二是多重寻峰算法效果不好，且 比较耗时，常常选取错误的凹陷频率，导致最后定位失败。时间延迟法利用构造的两路信号 之间的时延差与扰动点距离的关系进行定位，通过恰当方法提取该延时，并利用对应关系 转化成定位距离。该方法的主要缺点在于采用迭代算法，导致计算缓慢，对处理设备要求较 高，且光路结构复杂。
【发明内容】
[0004] 本发明针对分布式光纤扰动检测系统，提出了一种分布式光纤扰动监测系统中扰 动位置的定位方法；其定位精确度高。
[0005] 本发明针对图5所示分布式光纤扰动检测系统，假设图5中5处发生扰动，干涉 信号已经过放大或衰减的幅度调理，由相位还原算法得到相位差信号ψα)，并已经过一次 FFT得到了相位差信号的频谱，可以表示成如下形式：
【权利要求】
1. 一种分布式光纤扰动监测系统中扰动位置的定位方法，其特征在于，具体步骤如 下： (1) 先将采集到的光纤上两路干涉信号PIN I和PIN II经过相位还原得到干涉相位差 信号_(?),然后将它进行傅立叶变换得到频谱Φ?),再对频谱取对数，得到对数频谱 (2) 采用滤波相减技术和/或自相关技术，进行扰动位置定位波形调理；其中，所述滤 波相减技术是将对数频谱if j通过低通滤波器，得到对数频谱包络线
；再 将对数频谱i f P咸去对数频谱包络线
得到
；所述自相关技术 是将频谱对数频谱丨f 1或丨i71进行自相计算； (3) 最后，对步骤（2)的结果，进行傅里叶变换得到定位距离。
【文档编号】G01D5/353GK104215271SQ201410368811
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】皮少华, 王冰洁, 肖倩, 贾波 申请人:复旦大学