雙馬赫—曾德爾型分布式光纖入侵探測系統(tǒng)定位技術(shù)研究.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步及社會的發(fā)展,人們對安防的需求越來越大,要求也越來越高。分布式光纖入侵探測系統(tǒng)是基于光纖傳感技術(shù)發(fā)展起來的一門新型安防技術(shù),具有靈敏度高、探測距離遠(yuǎn)、抗電磁干擾、成本低、耐腐蝕等多方面優(yōu)點(diǎn),在管道泄露檢測、周界安全等領(lǐng)域極具應(yīng)用前景。特別是在石油、化工等易燃易爆環(huán)境下,傳統(tǒng)的電子安防設(shè)備由于電火花的存在,要做到符合防爆標(biāo)準(zhǔn),非常困難;而光纖入侵探測使用的光纖傳感技術(shù),本身就是防爆的,應(yīng)用范圍更廣。
　　 分布式光纖

2、入侵探測技術(shù)分為反射型和干涉型兩大類,在干涉型分布式光纖傳感技術(shù)中,雙馬赫一曾德爾型光纖傳感技術(shù)因其較優(yōu)越的定位性能和較低的成本,更受關(guān)注。但在工程應(yīng)用過程中,雙馬赫一曾德爾型光纖入侵探測系統(tǒng)定位不穩(wěn)定,缺乏可靠性。本文在此背景下,研究了影響系統(tǒng)定位性能的關(guān)鍵技術(shù),并在嵌入式中實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)。文章具體從以下幾個方面進(jìn)行了研究。第一章闡述了課題研究的背景和意義。第二章介紹了雙馬赫一曾德爾干涉定位原理,并詳細(xì)介紹了基于互相關(guān)算法求取延時差的原

3、理。第三章分析了影響系統(tǒng)互相關(guān)定位性能的一些關(guān)鍵因素,首先分析、對比了三種不同互相關(guān)算法的定位效果,最終得出基于FFT的快速互相關(guān)是定位性能最好的;其次分析了互相關(guān)原始數(shù)據(jù)長度、干涉信號采樣率和相關(guān)系數(shù)長度對系統(tǒng)定位性能的影響,并對互相關(guān)系數(shù)長度的選取與傳感光纖的長度的關(guān)系進(jìn)行了分析;再次對噪聲和干涉信號頻率對互相關(guān)定位穩(wěn)定性的影蚋進(jìn)行了分析,并提出了一種定位自動篩選算法用于提高系統(tǒng)定位精度和穩(wěn)定性;最后分析了偏振態(tài)衰落對系統(tǒng)定位性能的

4、影響,并選擇了一種偏振衰落解決方案。第四章在第三章的理論分析基礎(chǔ)上,將雙.MZ定位算法進(jìn)行了設(shè)計實(shí)現(xiàn);首先對DSP軟件開發(fā)平臺和軟件總體方案進(jìn)行了介紹,然后詳細(xì)分析了FFT算法原理和軟件實(shí)現(xiàn)方法,并在。DSP中實(shí)現(xiàn)基于FFT的快速互相關(guān)定位算法,最后介紹了定位結(jié)果自動篩選算法和偏振控制算法在DSP中的實(shí)現(xiàn)方法。第五章搭建了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺,對系統(tǒng)定位原理和定位效果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。第六章對本論文進(jìn)行總結(jié),總結(jié)自己做出的工作,并針對研究的不足提