[发明专利]一种基于匹配光栅传感的OPGW光缆舞动监测降噪方法

权利要求书

1.一种基于匹配光栅传感的OPGW光缆舞动监测降噪方法，其特征在于，包括如下步骤：

利用匹配光栅阵列进行光缆分布式监测，采集监测线路上舞动信号，所述匹配光栅阵列采用光栅中间的光纤作为传感单元；

在所述匹配光栅阵列中选取一对光栅中间的传感单元作为参考传感器，利用干涉解调算法解调出环境变化导致的光相位变化量，此时的参考传感器相位变化量作为自适应噪声消除算法输入端1口；

在匹配光栅阵列中的其他传感器利用干涉解调算法解调出舞动导致的光相位变化量，此时的其他传感器相位变化量作为自适应噪声消除算法输入端2口；

基于所述输入端1口和输入端2口信号通过自适应噪声消除算法进行自适应噪声消除，其中输入端1口为参考输入，输入端2口为主输入信号；

所述自适应噪声消除算法中通过设置加权因子、滤波器阶数，不断迭代更新直至输出降噪后的输出信号。

2.如权利要求1所述的基于匹配光栅传感的OPGW光缆舞动监测降噪方法，其特征在于：窄线宽激光器发出的脉冲光经过第一环形器进入匹配光栅阵列的各个光栅，其中光栅间距为L，经过光栅反射后，通过第二环形器经过耦合器进入不同长度的第一法拉第旋转镜和第二法拉第旋转镜，干涉仪臂长差与光栅间距一致，耦合器、第一法拉第旋转镜和第二法拉第旋转镜构成非平衡干涉仪，前后相邻的光脉冲通过非平衡干涉仪实现光程匹配，进而发生双光束干涉，此时每个相邻光栅和中间的光纤构成一个FBG-FP腔，通过相位解调振动幅度，得到外界环境导致的参考传感器相位变化量和监测传感器相位变化量，将参考传感器相位变化量作为自适应噪声消除算法参考输入口，即所述法输入端1口，将监测传感器相位变化量作为主信号输入口，即所述输入端2口。

3.如权利要求1所述的基于匹配光栅传感的OPGW光缆舞动监测降噪方法，其特征在于：所述参考传感器由一组FBG-FP腔组成，处于监测阵列前端。

4.如权利要求1所述的基于匹配光栅传感的OPGW光缆舞动监测降噪方法，其特征在于：基于所述输入端1口和输入端2口信号通过自适应噪声消除算法进行自适应噪声消除，具体包括：

将传感部分所解调得到的含噪声有用信号作为总体输入端口2，记为x(n)，将参考部分解调得到的噪声信号作为系统噪声输入端口1，记为y(n)，具体表达式为：

式中：x(n)为传感部分信号；noise(n)为传感部分内部包含的噪声；s(n)为传感部分有用信号；y(n)为参考部分信号；noisec(n)为参考部分内部包含的噪声；z(n)为误差信号；p(n)为滤波器输出信号；w_i(n)为滤波器权系数矢量中的第i个值；y(n-1)为y(n)在n时刻之前第i个采样点值。