【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光纖聲波傳感定位領域，尤其涉及一種光纜快速定位系統及其方法。
技術介紹
1、光纜是利用置于包覆護套中的一根或多根光纖作為信號傳輸介質，并可以單獨或成組使用的線纜組件，在當前的光纖聲波傳感應用中，光纜作為主要的信號傳輸介質和傳感單元，可以實現對光纖外部參量的分布式測量，因此實現光纜的準確定位十分重要。
2、然而，傳統的光纜定位方法主要依賴于動態光纖檢測和人工分析信號記錄，在定位過程中存在以下缺陷：（1）依賴gps定位：需要在有網絡的環境下依靠gps來獲取聲波發生器當前的位置，從而不適合地下礦洞等極端無網的環境；（2）依賴實時通信：巡纜人員與工控機端需要實時進行通信，從而增加了系統的復雜性和潛在的通信故障風險；（3）主觀判斷影響：在人工分析信號記錄的過程中，容易受到主觀判斷的影響，導致定位結果的不準確；（4）效率和準確性低：依賴人工分析信號記錄和主觀判斷，定位所需耗時過長，不僅降低了定位的效率，也降低了定位的準確性；（5）參與人數過多：在定位過程中，所需參與人數眾多，導致人力資源成本較高。（6）全點位分析所引發的計算效率低下問題:?現有技術中對光纜振動定位通常采用全點位分析方法，需要對光纜上所有采樣點（通常為數百個點位）進行完整的信號處理，包括fft變換、頻譜分析等計算密集型操作。這種方法導致系統計算負載大、功耗高，特別是在需要實時監測的場景下，計算資源的浪費更為突出。
3、因此，本專利技術旨在通過一種基于頻譜分析的快速定位系統及方法。在分層檢測方法的基礎上，通過快速粗檢測和精細分析相結合的方式
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種光纜快速定位系統及其方法，解決了現有的光纜定位系統及方法所存在的依賴gps定位、依賴實時通信網絡、易受主觀判斷影響、全點位分析的計算效率低下以及參與人數過多等技術問題。
2、為實現上述目的，第一方面，本專利技術提供了一種光纜快速定位系統，包括通用計算機、das探測儀、光纜、聲波發生器和便攜式計算設備，所述通用計算機和所述das探測儀之間通過網線連接，所述das探測儀與所述光纜連接，所述聲波發生器和所述便攜式計算設備之間通過藍牙連接，且所述聲波發生器放置在所述光纜待測位置處；
3、所述通用計算機，用于接收位置編號、計算頻譜信息、識別特征信號點位和發送完成指令功能；
4、所述聲波發生器，用于播放具有預設頻率特征的振動聲波，該信號為單頻信號、多頻混合信號、調頻信號或其他具有特征頻率成分的信號；
5、所述光纜，用于對所述聲波發生器所播放的振動聲波進行探測和接收；
6、所述das探測儀，用于采集所述光纜所傳播的振動聲波中的差分相位數據；
7、所述便攜式計算設備，用于提供用戶交互界面，并在該用戶交互界面進行時間戳記錄和托輥編號輸入功能，具有離線數據存儲功能，可在無網絡環境下完成數據采集，待返回有網絡區域后再進行數據上傳；
8、自動處理采集模塊，連續采集預設時長內所有監測點位的振動數據，并記錄每次采集的時間戳，通過定位算法自動處理采集的數據。
9、第二方面，本專利技術還提供了一種光纜快速定位方法，包括以下步驟：
10、生成聲音信號，利用便攜式計算設備上的軟件生成指定頻率成分的音頻信號，該信號為單頻信號、多頻混合信號、調頻信號或其他具有特征頻率成分的信號；
11、播放與記錄音頻信號，將聲波發生器與所述便攜式計算設備連接，再將所述聲波發生器放置在預先規劃的光纜待測位置處，通過所述聲波發生器播放所述音頻信號，并記錄當前播放位置的唯一編號；
12、das接收與采集音頻信號，通過das探測儀連續采集預設時長內所有監測點位的振動數據，并記錄每次采集的時間戳，在采集完成后，將采集的數據實時傳輸給通用計算機；
13、信號預處理，對所述das探測儀采集的所有點位的振動數據進行濾波處理；
14、能量及頻譜分析，對預處理后的每個點位的振動信號進行快速傅里葉變換處理，根據播放聲波信號的類型，識別并輸出該聲波信號的頻譜最大的特征值，；
15、信號定位計算，提取采集窗口內每個點位在目標頻段的最大頻特征值，識別具有最大頻譜特征值的點位，作為聲源的估計位置；
16、時間戳匹配，將所述das探測儀識別的音頻時間與所述便攜式計算設備記錄的播放時間戳進行比對，計算時間差異，若時間差異在允許的誤差范圍內，則確認匹配成功，若時間差異超出允許范圍，觸發警告并要求人工后期復核；
17、輸出定位結果，在所述通用計算機的用戶交互界面上生成并顯示定位結果表格。
18、其中，所述生成聲音信號，利用便攜式計算設備上的軟件生成指定頻率成分的音頻信號具體方式為：
19、生成指定頻率信號，利用便攜式計算設備上的軟件生成具有波形和頻率的高頻音頻信號，其中，所述音頻信號的波形和頻率的選擇應考慮所述das探測儀的靈敏度范圍和現場環境噪聲情況，以確保所述音頻信號在采集過程中易于識別和提取；
20、設置播放時長，?確保所述音頻信號在das探測儀的采集窗口內有持續時間，以便進行后續的信號處理和分析；
21、保證信號質量，所生成的所述音頻信號應具有良好的信噪比和穩定性，避免引入額外的噪聲干擾，以提高定位精度。
22、其中，所述播放與記錄音頻信號，將聲波發生器與所述便攜式計算設備連接，再將所述聲波發生器放置在預先規劃的光纜待測位置處，通過所述聲波發生器播放所述音頻信號，并記錄當前播放位置的唯一編號的具體方式為：
23、藍牙連接，通過藍牙協議將高品質的聲波發生器與便攜式計算設備進行配對和連接，并確保音頻信號能夠穩定、高質量地傳輸至所述聲波發生器；
24、聲波發生器放置，定位人員將所述聲波發生器放置在預先規劃的光纜待測位置處，放置距離應適當，以確保所述音頻信號能夠在所述光纜上產生高信噪比的振動響應；
25、一鍵式操作，使用所述便攜式計算設備的軟件執行一鍵式操作，同時觸發后續動作；
26、播放音頻，通過所述聲波發生器播放所述音頻信號；
27、記錄時間戳，以“yyyy-mm-dd?hh:mm:ss”的格式記錄播放開始的精確時間戳，所述時間戳精確到秒；
28、記錄位置編號，記錄當前播放位置的唯一編號，以識別不同的定位位置。
29、其中，所述頻域分析采用基于分層策略的多尺度檢測機制，具體包括：
30、第一層粗檢測階段，對全部監測點位實施快速能量閾值檢測算法，通過計算信號能量分布特征，高效識別具有目標信號特征的候選區域，顯著降低后續處理的計算復雜度；
31、第二層精細分析階段，針對性地對候選區域實施高精度頻譜分析，包括采用長窗口fft變換以獲取更高的頻率分辨率，并結合自適應峰值檢測算法進行信號特征提取，有效提升目標信本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種光纜快速定位系統，其特征在于，
2.一種光纜快速定位方法，應用于權利要求1中所述的光纜快速定位系統，其特征在于，包括以下步驟：
3.如權利要求2所述的光纜快速定位方法，其特征在于，
4.如權利要求2所述的光纜快速定位方法，其特征在于，
5.權利要求2所述的光纜快速定位方法，其特征在于，
6.如權利要求2所述的光纜快速定位方法，其特征在于，
7.如權利要求2所述的光纜快速定位方法，其特征在于，
8.如權利要求2所述的光纜快速定位方法，其特征在于，
【技術特征摘要】
1.一種光纜快速定位系統，其特征在于，
2.一種光纜快速定位方法，應用于權利要求1中所述的光纜快速定位系統，其特征在于，包括以下步驟：
3.如權利要求2所述的光纜快速定位方法，其特征在于，
4.如權利要求2所述的光纜快速定位方法，其特...
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