【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光纖傳感，具體涉及一種基于φ-otdr的未知振動事件波形檢測方法。
技術介紹
1、相位敏感光學時域反射儀(φ-otdr)作為一種典型的分布式傳感技術，因其靈敏度高、定位準確、響應寬帶等特點，具有廣泛的應用前景。φ-otdr通過提取光纖上兩個不同位置的后向瑞利散射信號(rbs)相位差來實現對外部擾動的定量檢測。由于外部擾動與相位差成線性比例，因此可以通過相位解調來恢復外部擾動的大小和頻率。目前常用的相位解調方法有3×3耦合器解調法、正交解調法和希爾伯特變換法。在這些常用的相位解調方法中，都應用反正切運算提取相位，所提取的相位被包裹在[-π，π]的區間范圍內，因此為了獲得正確的相位信號，需要使用相位解包裹方法。
2、由于以往的相位解調方法都是針對已知類型的外部擾動信號進行相位解調，因此可以根據已知類型的外部擾動信號的幅值范圍和頻率范圍等信息，根據經驗確定其應變范圍，并基于所確定的外部擾動信號的應變范圍使用不同的相位解纏繞方法，如對小動態應變使用傳統相位解纏繞方法，對大動態應變使用差分解纏繞方法。在對大動態應變使用差分解纏繞時，先對擾動信號進行傳統相位解纏繞，并判斷恢復出的相位波形是否與已知類型的外部擾動信號一致：如果一致，則傳統相位解纏繞有效；否則，則需要再對擾動信進行差分解纏繞，并再判斷恢復出的相位波形是否與已知類型的外部擾動信號一致：如果一致，無需進行二次差分；否則，需要進行二次差分，以此類推，進行n次差分，直至能恢復出相位波形與已知類型的外部擾動信號一致。由此可見，現有相位解調方法由于需要根據已知類型
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的是現有相位解調方法適用于已知類型的外部擾動信號，因此無法對未知振動事件的波形進行檢測的問題，提供一種基于φ-otdr的未知振動事件波形檢測方法。
2、為解決上述問題，本專利技術是通過以下技術方案實現的：
3、一種基于φ-otdr的未知振動事件波形檢測方法，包括步驟如下：
4、步驟1、利用φ-otdr采集待測未知振動事件所引起的擾動信號，并對擾動信號進行相位解調得到初相位φ；
5、步驟2、對初相位φ進行傳統相位解纏繞得到初始解調相位波形φ0，對初相位φ進行一次差分解纏繞求和得到第一解調相位波形φ1；
6、步驟3、計算初始解調相位波形φ0和第一解調相位波形φ1的初始相關系數c0：
7、
8、其中，表示初始解調相位波形φ0和第一解調相位波形φ1的協方差，表示初始解調相位波形φ0的標準差，表示第一解調相位波形φ1的標準差；
9、步驟4、將初始相關系數c0與設定的判決閾值δ進行比較：
10、若初始相關系數c0大于等于判決閾值δ，則初始解調相位波形φ0和第一解調相位波形φ1即為待測未知振動事件的時域波形；
11、否則，令n＝1，并轉至步驟5；
12、步驟5、對第n解調相位波形φn進行n+1次差分解纏繞求和，得到第n+1解調相位波形φn+1；
13、步驟6、計算第n解調相位波形φn和第n+1解調相位波形φn+1的第n相關系數cn：
14、
15、其中，表示第n解調相位波形φn和第n+1解調相位波形φn+1的協方差，表示第n解調相位波形φn的標準差，表示第n+1解調相位波形φn+1的標準差；
16、步驟7、將第n相關系數cn與判決閾值δ進行比較：
17、若第n相關系數cn大于等于設定的判決閾值δ，則第n解調相位波形φn和第n+1解調相位波形φn+1即為待測未知振動事件的時域波形；
18、否則，令n＝n+1，并返回步驟5。
19、上述步驟1中，初相位φ的值域為[-π，π]。
20、上述步驟4和7中，判決閾值δ設為0.999。
21、與現有技術相比，本專利技術具有如下特點：
22、1、在現有相位解調的基礎上，引入了相關系數進行相位波形相似度判斷，通過信號波形相似度以快速且準確地判定外部擾動信號的應變類型，并利用判斷條件將傳統解纏繞和差分解纏繞集合到一起；
23、2、在進行差分解纏繞時，無需事先獲取外部擾動信號的幅值和頻率信息即無需將恢復出相位波形與外部擾動信號進行比較來決定差分次數，而是通過相關系數直接決定所需的差分次數；
24、3、有效地提高了系統對未知振動事件的波形恢復效率和準確性，確保了在各種復雜環境下的信號解調性能。
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1.一種基于φ-OTDR的未知振動事件波形檢測方法，其特征是，包括步驟如下：
2.根據權利要求1所述的一種基于φ-OTDR的未知振動事件波形檢測方法，其特征是，步驟1中，初相位φ的值域為[-π，π]。
3.根據權利要求1所述的一種基于φ-OTDR的未知振動事件波形檢測方法，其特征是，步驟4和7中，判決閾值δ設為0.999。
【技術特征摘要】
1.一種基于φ-otdr的未知振動事件波形檢測方法，其特征是，包括步驟如下：
2.根據權利要求1所述的一種基于φ-otdr的未知振動事件波形檢測方法，其特征是，步...
【專利技術屬性】
技術研發人員：秦祖軍，冉玉嬌，馮宇航，陳聰，張文濤，鞠濤，岳耀笠，
申請(專利權)人：桂林電子科技大學，
類型：發明
國別省市：
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