相位敏感光时域反射分布式光纤传感系统精确定位方法技术方案

本发明专利技术涉及一种相位敏感光时域反射分布式光纤传感系统精确定位方法，包括以下步骤：构建多个光脉冲对应的瑞利散射光数字信号矩阵并选取待测信号矩阵、确定系统空间分辨率、迭代进行“待测信号矩阵两端点相位比较‑待测信号矩阵长度与系统空间分辨率比较‑中点分割待测信号矩阵”直至满足一定条件退出本方法。本发明专利技术结合相位定位的优势和“二分法”思想，通过区间折半和迭代逼近，用极少的计算和判定，实现分布式光纤传感器中扰动源的精确定位，在保证系统空间高分辨率和稳定性的同时，提高了系统响应速度，且本方法适用于各种相干探测解调的Ф‑OTDR光纤传感系统。

Phase sensitive time sensitive distributed optical fiber sensing system precise positioning method

The present invention relates to a precise positioning of a phase sensitive optical time domain reflection method of distributed optical fiber sensing system, which comprises the following steps: constructing a plurality of light pulses corresponding to the Rayleigh scattering matrix of digital signal and selects the signal to be measured to determine the system matrix, spatial resolution, iterative \signal to be measured at the ends of the matrix phase comparison signal length matrix with the system spatial resolution compared midpoint segmentation signal matrix satisfying certain conditions until exit this method. The invention combines phase location advantages and dichotomy of thought, and through the interval binary iterative approximation, with little calculation and determination, to achieve precise positioning of the disturbance source in distributed optical fiber sensor, the system of space high resolution and stability at the same time, improve the response speed of the system, and this method is with OTDR optical fiber sensor in coherent detection demodulation system.

【技术实现步骤摘要】
相位敏感光时域反射分布式光纤传感系统精确定位方法
本专利技术涉及一种相位敏感光时域反射分布式光纤传感系统精确定位方法，属于光纤传感技术应用领域。
技术介绍
相位敏感光时域反射计（Phase-sensitiveOpticalTimeDomainReflectometry，缩写为Ф-OTDR或Phase-sensitiveOTDR）是一种全分布式光纤传感系统，具有抗电磁干扰、抗腐蚀、体积小、高安全性、空间分辨率高、设备铺设简单、无盲区、维护费用低等优势。光相干解调探测的引入，使得Ф-OTDR具备了更高的灵敏度和相位解调能力，近年来，相干式Ф-OTDR引起了广泛关注并投入实用。目前，Ф-OTDR已在诸多应用领域体现其巨大的价值，如在安防领域中，Ф-OTDR可作为大型重要边界线和设施（如国境线、油田油井、油气管道）的监控设施，实现对各种入侵、破坏和偷盗事件进行实时无人监测；在交通系统中，Ф-OTDR可用于监控列车运行位置和速度，监测路口车辆流量等；在电力系统中，Ф-OTDR可用于电缆和连接头的局部放电检测和电缆周界安全监控；在地质监测中，Ф-OTDR可以实现对山体滑坡、地震等地质灾害实时监测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相位敏感光时域反射分布式光纤传感系统精确定位方法，其应用的相位敏感光时域反射分布式光纤传感系统包括窄线宽激光器（1），1×2光纤耦合器（2），声光调制器（3），掺铒光纤放大器（4），光纤环形器（5），传感光纤（6），任意波形发生器（7），2×2光纤耦合器（8），平衡光探测器（9），数据采集卡（10），计算机（11）；所述的窄线宽激光器（1）经过1×2光纤耦合器（2）分成两路，一路为传感探针光信号经过声光调制器（3）调制为光脉冲，并经过掺铒光纤放大器（4）进行光功率放大，输入光纤环形器（5）的一号端口并由二号端口输出到传感光纤（6），产生的瑞利背向散射光由二号端口输入并由三号端口输出；1×2...

【技术特征摘要】
1.一种相位敏感光时域反射分布式光纤传感系统精确定位方法，其应用的相位敏感光时域反射分布式光纤传感系统包括窄线宽激光器（1），1×2光纤耦合器（2），声光调制器（3），掺铒光纤放大器（4），光纤环形器（5），传感光纤（6），任意波形发生器（7），2×2光纤耦合器（8），平衡光探测器（9），数据采集卡（10），计算机（11）；所述的窄线宽激光器（1）经过1×2光纤耦合器（2）分成两路，一路为传感探针光信号经过声光调制器（3）调制为光脉冲，并经过掺铒光纤放大器（4）进行光功率放大，输入光纤环形器（5）的一号端口并由二号端口输出到传感光纤（6），产生的瑞利背向散射光由二号端口输入并由三号端口输出；1×2光纤耦合器（2）输出的另一路为本地参考光信号与光纤环形器（5）的三号端口输出的传感信号进入2×2光纤耦合器（8）中合波，2×2光纤耦合器（8）两个输出端口与平衡光探测器（9）连接，平衡光探测器（9）进行光电转换并由数据采集卡（10）进行模数转换传递至计算机（11）进行信号处理；其特征在于，后续信号处理包括以下步骤：步骤1：构建信号的数据矩阵：以单个光脉冲对应的数字信号为行向量，多个连续的光脉冲对应的数字信号按光脉冲发射的时间顺序依次作为第1行，第2行，……，第M行，其中M表示光脉冲个数，构建数字信号矩阵D=[Di，j]M×K，其中，Di，j表...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞拂飞，梅烜玮，刘奂奂，王廷云，吕龙宝，宋英雄，陈健，李迎春，张俊杰，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31