[发明专利]基于高阶累积量分析的分布式光纤振动测量方法及装置

权利要求书

1.一种基于高阶累积量分析的分布式光纤振动测量方法，其特征包括如下步骤：

第一步：以N条光纤中后向散射信号作为一个数据块i，在该数据块内划分M个数组，每个数组包含n个数据，分别对应相应的光纤位置，数组内部数据按采集时间次序排列；第二步：对划分的各个数组进行去平均计算处理，然后通过三阶累积量分析得到处理后的数组，该数组滤除了光纤传感系统的噪声，得到振动信号幅值的轮廓信息；随后，对处理后的M个数组分别进行计算得到该数组的方差；第三步：M个数组的方差分别反映光纤沿线相应位置的振动情况，将数组的方差与设定阈值进行比较，方差大于设定阈值则对应光纤位置存在振动；

将连续采集到的N条数据作为一次处理的数据块，每条数据上有M个采集点；每条数据上对应光纤沿线上相同位置的采集点为同一数组，共划分为m个数组；每个数组内数据按时间排序，数组记为X_n，下标n代表这是数据块重新划分后序号为n的数组，n代表可取的范围1到M上任意数；n取值范围为1≤n≤N，m取值范围为1≤m≤M；

计算X_n平均值x；

Y_n为X_n内各个数据减去x后的数组，即该过程为X_n减去平均值；

式中：

D_n(p)＝C_n(0,0,p)-C_n(-1,1,p)

上述五个等式中，p为同一个变量；每个X_n(k)对应一个D_n(k)，计算每个D_n(k)需要对应S_n(k)以及前后相近的四个数组元素S_n(m-2)、S_n(m-1)、S_n(m+1)和S_n(m+2)，对于D_n(1)、D_n(2)、D_n(M-1)及D_n(M)，进行补零处理；当该数组内存在振动信号，计算所得D_n为振动信号波形轮廓数据；对D_n(1)求方差得到数值e_n；

对同一数据块中所有数组X计算后，得到一个方差数数组E_i＝[e₁,e₂,e₃,……,e_M]，下标i代表此数据块为第i个数据块。