基于EEMD-MWD的Φ-OTDR傳感系統(tǒng)的定位方法研究.pdf

1、相位敏感光時(shí)域反射計(jì)(Phase-Sensitive Optical Time Domain Reflectometer，Φ-OTDR)分布式光纖擾動(dòng)傳感系統(tǒng)具有定位精度高、系統(tǒng)可靠穩(wěn)定、可對(duì)多點(diǎn)擾動(dòng)同時(shí)定位、分辨率高、信號(hào)處理簡單等優(yōu)勢，廣泛的應(yīng)用在各種領(lǐng)域，已成為分布式光纖傳感系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)。復(fù)雜環(huán)境下的誤報(bào)率和漏報(bào)率，是直接制約Φ-OTDR分布式光纖傳感系統(tǒng)應(yīng)用性能的關(guān)鍵因素。本學(xué)位論文針對(duì)Φ-OTDR分布式光纖傳感系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境

2、下定位入侵?jǐn)_動(dòng)信息時(shí)產(chǎn)生的誤報(bào)率和漏報(bào)率問題，開展深入的理論和實(shí)驗(yàn)研究。
　　本學(xué)位論文主要完成的研究工作如下:
　　(1)根據(jù)光波導(dǎo)理論及彈性力學(xué)，建立Φ-OTDR分布式光纖傳感系統(tǒng)光信號(hào)傳輸數(shù)學(xué)模型，對(duì)擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析和研究，為定位算法的提出提供理論基礎(chǔ)。
　　(2)在分析Φ-OTDR分布式光纖擾動(dòng)傳感系統(tǒng)應(yīng)用背景的基礎(chǔ)上，針對(duì)工程應(yīng)用中高誤報(bào)率問題，提出一種基于集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Ensemble Empirica

3、l Mode Decomposition，EEMD)與多尺度小波分解(Multi-scale Wavelet Decomposition，MWD)的新定位方法，通過對(duì)每一個(gè)防區(qū)點(diǎn)的時(shí)域信號(hào)進(jìn)行EEMD閾值去噪，對(duì)去噪后的信號(hào)進(jìn)行多尺度小波分解，分離出系統(tǒng)的相位噪聲以及外部環(huán)境噪聲，提取擾動(dòng)信號(hào)，從而降低系統(tǒng)預(yù)警的誤報(bào)率和漏報(bào)率。
　　(3)搭建Φ-OTDR分布式光纖擾動(dòng)傳感系統(tǒng)，在實(shí)際現(xiàn)場對(duì)所提出的基于EEMD-MWD的定位算法進(jìn)