[发明专利]一种全海深海水压力分布监测方法和装置

说明书

本发明公开一种全海深海水压力分布监测方法和装置，包括：确定传感光纤的基础参数；根据获取的基础参数，采用分布式光纤布里渊解调设备监测传感光缆的光纤布里渊频移根据确定的传感光纤基础参数和光纤布里渊频移，对传感光纤的分布式数据进行空间对准。应用本发明方法监测距离可以达到几十公里，并可以实时进行监测，能够实现实时全海深海水压力的分布监测，为海洋水文观测提供重要数据来源。

技术领域

本发明涉及液体压力监测和光纤传感测量技术，尤其涉及一种全海深海水压力分布监测方法和装置。

背景技术

海洋环境多变，海水经常处于不稳定状态。潜艇在大洋中航行，不但有暗礁、山峰、暗流，还有海中断崖和内波两种潜在威胁。受温度、盐分等多种因素影响，有些地方海水垂直密度呈负梯度变化，上层密度大，下层密度小，形成液体断崖，俗称“海中断崖”。除此之外，稳定的密度跃变层之间，受大气压、地震及潜艇、船舶等外力扰动，还会产生内波。内波和表面波本质相同，只是海面波浪发生在水与空气之间，内波发生在不同密度的水层之间。内波的规模更大，波幅从几十米到几百米，波长从几百米到上万米。

随着海洋开发活动的不断增加，在海底工作运行的装置越来越多，对海底环境状态的关注度也越来越高，目前目前已有的海流测量技术包括漂浮法、机械式、电磁感应式、声学式和雷达遥感等方法。尚无可以实现全海深海水压力分布监测的方案。

发明内容

本发明提供一种全海深海水压力分布监测方法和装置，用以克服现有技术中存在的至少一个技术问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种全海深海水压力分布监测方法，包括：确定传感光纤的基础参数；根据获取的基础参数，采用分布式光纤布里渊解调设备监测传感光缆的光纤布里渊频移；根据确定的传感光纤基础参数和光纤布里渊频移，对传感光纤的分布式数据进行空间对准。

可选的，将传感光缆布放到海里，根据获取的基础参数，所述采用分布式光纤布里渊解调设备，实时监测传感光缆中传感光纤的光纤布里渊频移的步骤，包括：将传感光缆布放到海里，根据获取的基础参数，采用分布式光纤布里渊解调设备，实时监测传感光缆中传感光纤的光纤布里渊频移。

可选的，所述对传感光纤的分布式数据进行空间对准的步骤，包括：将传感光纤不同海深的布里渊频移信号采用空间对准算法进行空间对准，利用两根传感光纤不同的压力系数和温度系数，计算出不同海深处的海水压力和温度。

可选的，所述将传感光纤不同海深的布里渊频移信号采用空间对准算法进行空间对准，包括：指将监测到的信号按光纤长度排列，剔除掉海面以上的光纤信号，以及在锚体内的过渡光纤信号后，剩下的光纤信号即是传感光纤测量海水压力的有用信号，将按照光纤长度监测到的两根传感光纤信号变换为对应海水深度方式进行排列，实现光纤信号在海水深度上的对应。

可选的，所述两根传感光纤通过所述分布式光纤布里渊解调设备采集的原始数据为对应测量海水深度范围的数据为：

第一传感光纤：

第二传感光纤：

根据本发明实施例的第二方面，提供一种全海深海水压力分布监测装置，包括：参数模块，用于确定传感光纤的基础参数；监测模块，用于根据参数模块获取的基础参数，采用分布式光纤布里渊解调设备监测传感光缆的光纤布里渊频移；空间对准模块，用于根据确定的传感光纤基础参数和光纤布里渊频移，对传感光纤的分布式数据进行空间对准。

可选的，所述监测模块，具体用于将传感光缆布放到海里，根据获取的基础参数，采用分布式光纤布里渊解调设备，实时监测传感光缆中传感光纤的光纤布里渊频移。

可选的，所述空间对准模块，具体用于将传感光纤不同海深的布里渊频移信号采用空间对准算法进行空间对准，利用两根传感光纤不同的压力系数和温度系数，计算出不同海深处的海水压力和温度。