基于小波变换的光纤周界定位系统

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1、2013年3月第39卷第3期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsMarch2013V01．39No．3基于小波变换的光纤周界定位系统钟翔张春熹林文台梁生(北京航空航天大学惯性技术国防重点实验室，北京100191)(北京交通大学物理系，北京100044)摘要：为提高基于双Mach—Zehnder干涉仪结构的光纤周界定位系统的定位精度，对信号频率范围及信噪比对系统定位精度的影响进行了理论分析和仿真研究．在此基础

2、上，提出在选用光缆时需要兼顾对外界振动的敏感性和对外场复杂环境的适应性，以确保在长期可靠运行的前提下，扩展采集信号的频率范围；使用小波阈值降噪算法，提取振动信号的有效频率成分，滤除噪声，提高信噪比．最后进行了监测距离31km的外场实验，验证了所选用光缆的优良性能和小波降噪算法的有效性．关键词：光纤传感器；振动测量；位置测量；小波变换；降噪中图分类号：TP212．14文献标识码：A文章编号：1001—5965(2013)03—0396-05Fiber-opticperimeterlocationsy

3、stembasedonwavelettransformationZhongXiangZhangChunxiLinWentai(NationalKeyLabofInertialTechnology，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)LiangSheng(DepartmentofPhysics，BeijingJiantongUniversily．Beijing100044，China)Abstract：I

4、nordertoimprovethelocationaccuracyofdualMach—Zehnderinterferometicbasedfiber．op—ticperimeterlocationsystem，theinfluenceofsignalfrequencyrangeandsignalnoiseratio(SRN)wasana—lyzedandemulated．Basingonthese，afibercable，whichcombinesthehigh—sensitivitytovi

5、brationandtheadaptabilitytocomplexenvironment，wasadoptedtoensurethereliabilityandextendthesignalfrequencyrange．Thewaveletde—noisingalgorithmwasemployedtoextracttheeffectivefrequencycomponent，filterthenoiseandadvancetheSNR．Finally，afieldtestwith31kmmon

6、itoringlengthwascarriedouttojustifftheex—cellentperformanceoftheproposedfibercableandtheeffectivenessofthewaveletde—noisingalgorithm．Keywords：fiberopticsensors；vibrationmeasurement；positionmeasurement；wavelettransforms；noiseredl】Ction周界安防系统在国防和民用领域都具有

7、非常重要的应用，它主要用于边境线、军事基地、仓库、营房、政府设施、机场、核电站以及监狱等重要区域的周界入侵监测．目前的周界安防技术主要有泄漏电缆、微波对射、红外对射以及光纤传感技术等¨。．其中，基于光纤传感器的光纤周界定位系统以其体积小、重量轻、灵敏度高、抗电磁干扰、易于组网、无需外场供电以及可以实现分布式测量等优良特性引起广泛关注，正逐步成为安防领域的主流技术方案．根据工作原理的区别，光纤周界定位系统可以分为干涉仪型m8。、光纤光栅型一‘1“、光时域反射计型。“。4。等3种．这3种方案各有优劣，

8、其中双干涉仪型光纤周界定位系统以其灵敏度高、定位算法简单等优势而倍受青睐．1系统原理基于双Mach—Zehnder干涉仪型的光纤周界收稿日期：2012-02·21；网络出版时间：2012．12-1909：12网络出版地址：www．cnki．nel／kcms／detail／11．2625．V．201212】9．0912003．html作者简介：钟翔(1985一)，男，江西赣州人，博士生，zhx2005zhwh@126toni第3期钟翔等：基于小波变换的光纤周界定位系统397定位系统的