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

1、相位敏感光時域反射計(Phase-Sensitive Optical Time Domain Reflectometer，Φ-OTDR)分布式光纖擾動傳感系統(tǒng)具有定位精度高、系統(tǒng)可靠穩(wěn)定、可對多點擾動同時定位、分辨率高、信號處理簡單等優(yōu)勢，廣泛的應用在各種領域，已成為分布式光纖傳感系統(tǒng)研究的熱點。復雜環(huán)境下的誤報率和漏報率，是直接制約Φ-OTDR分布式光纖傳感系統(tǒng)應用性能的關鍵因素。本學位論文針對Φ-OTDR分布式光纖傳感系統(tǒng)在復雜環(huán)境

2、下定位入侵擾動信息時產(chǎn)生的誤報率和漏報率問題，開展深入的理論和實驗研究。
　　本學位論文主要完成的研究工作如下:
　　(1)根據(jù)光波導理論及彈性力學，建立Φ-OTDR分布式光纖傳感系統(tǒng)光信號傳輸數(shù)學模型，對擾動信號進行分析和研究，為定位算法的提出提供理論基礎。
　　(2)在分析Φ-OTDR分布式光纖擾動傳感系統(tǒng)應用背景的基礎上，針對工程應用中高誤報率問題，提出一種基于集合經(jīng)驗模態(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，通過對每一個防區(qū)點的時域信號進行EEMD閾值去噪，對去噪后的信號進行多尺度小波分解，分離出系統(tǒng)的相位噪聲以及外部環(huán)境噪聲，提取擾動信號，從而降低系統(tǒng)預警的誤報率和漏報率。
　　(3)搭建Φ-OTDR分布式光纖擾動傳感系統(tǒng)，在實際現(xiàn)場對所提出的基于EEMD-MWD的定位算法進