本文關(guān)鍵詞：雙馬赫—曾德型分布式光纖振動傳感若干關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：本文針對安全監(jiān)控領(lǐng)域?qū)Ψ植际秸駝觽鞲屑夹g(shù)的重大需求,深入研究影響雙馬赫-曾德型分布式光纖振動傳感技術(shù)定位精度的若干關(guān)鍵因素,包括單模光纖雙折射、光源頻率波動和線寬展寬以及環(huán)境相位噪聲等,并針對圍欄周界安全應(yīng)用的實際需求,深入研究入侵事件識別技術(shù)。在以上研究的基礎(chǔ)上,有針對性地提出高效的偏振控制方法、高精度的定位算法以及可行的入侵事件識別算法,從而為系統(tǒng)的儀器化和工程化應(yīng)用鋪平道路。本論文的創(chuàng)新性工作包括：1.結(jié)合雙馬赫-曾德型分布式光纖振動傳感系統(tǒng)雙折射模型,研究了雙折射對系統(tǒng)探測和定位性能的影響,提出了能夠有效抑制偏振退化和偏振相位漂移的偏振控制理論�；谠摾碚撎岢鲆环N基于混沌粒子群優(yōu)化算法的偏振控制方法,該方法同時考慮了輸出信號的可見度和一致性特性,解決了傳統(tǒng)基于相關(guān)系數(shù)或可見度判據(jù)偏振控制方法容易導(dǎo)致的相位反向的問題,能夠最大限度地降低偏振效應(yīng)對系統(tǒng)定位精度的影響。2.基于互相關(guān)時延估計理論,分析了光源噪聲、偏振噪聲和環(huán)境相位噪聲對系統(tǒng)定位誤差的影響,提出了雙馬赫-曾德分布式光纖振動傳感系統(tǒng)定位誤差估計方法,并指出環(huán)境波動引起的相干噪聲對傳感器定位誤差的影響,為實現(xiàn)入侵事件的高精度定位奠定了理論基礎(chǔ)。3.針對大噪聲環(huán)境下互相關(guān)定位精度受到相干噪聲影響的問題,提出一種基于過零技術(shù)和改進型廣義互相關(guān)的高精度定位算法,該算法通過過零技術(shù)提取出具有最大帶寬的信號段,同時采用能夠有效抑制相干噪聲的維納濾波器和功率相減加權(quán)的廣義互相關(guān)對提取的信號段進行時延估計,由于其只提取入侵信號中很小的一段信號進行時延估計,在提高定位精度的同時還能夠有效減少運算量,提高系統(tǒng)的實時性。4.采用模塊化設(shè)計理念,結(jié)合光學(xué)、機械、電路和算法等全方位設(shè)計方法,開發(fā)完成了雙馬赫-曾德型分布式光纖振動傳感系統(tǒng)工程化樣機。將該樣機與視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)相結(jié)合,構(gòu)成新型智能周界安防系統(tǒng),使系統(tǒng)更加全面高效地適用于實際的安防應(yīng)用。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP212

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本文編號：1233075