CN110031082A

CN110031082A - 分布式光纤振动监测系统事件定位方法、装置及应用

Info

Publication number: CN110031082A
Application number: CN201910389122.7A
Authority: CN
Inventors: 尚盈; 王晨; 王昌; 倪家升; 李常; 赵文安; 曹冰; 黄胜; 刘小会; 王英英
Original assignee: Laser Institute of Shandong Academy of Science
Current assignee: Laser Institute of Shandong Academy of Science
Priority date: 2019-05-10
Filing date: 2019-05-10
Publication date: 2019-07-19
Anticipated expiration: 2039-05-10
Also published as: US20200355547A1; US11054302B2; AU2019204200B1; CN110031082B

Abstract

本申请提供了一种分布式光纤振动监测系统事件定位方法、装置及应用，在对传感光纤中发生事件的位置进行定位时，通过对脉冲光在所述传感光纤中传输时，产生的后向瑞利散射光所对应的各干涉场信号的光功率进行比较，得到光功率最大的干涉场信号；然后，计算该光功率最大的干涉场信号的传感位置；最后，根据该传感位置与事件的位置分布规律，确定出传感光纤中发生事件的位置。由于本申请提供的定位方式通过对各干涉场信号进行筛选，再进行事件位置计算，使得其空间分辨率不再单纯的受光信号脉宽决定的，进而可以对事件的位置定位可以更为准确，提高空间分辨精度。

Description

分布式光纤振动监测系统事件定位方法、装置及应用

技术领域

本申请涉及光纤传感技术，尤其设计一种分布式光纤振动监测系统事件定位方法、装置及应用。

背景技术

分布式光纤传感技术是应用光纤纵向特性进行测量的技术，因其具有全尺度连续性、网络智能化、长距离等特点，受到广泛应用与关注。

分布式光纤传感技术按照光纤内部信号性质不同，可以分为基于瑞利散射的分布式光纤传感、基于拉曼散射的分布式光纤传感和基于布里渊散射的分布式光纤传感。其中，瑞利散射属于弹性散射，相对于拉曼和布里渊散射有着更高的能量，更容易被监测到，因此，目前多利用基于瑞利散射的分布式光纤振动监测系统，对在整个光纤长度上沿光纤几何路径分布的外部物理参量进行连续的测量。

在分布式光纤振动监测系统中的一个重要指标是空间分辨率，其中，空间分辨率是指当系统同时出现两个事件，能够区分辨别出两个事件之间的最近距离，决定着系统事件漏报率的高低。光纤分布式振动监测系统的空间分辨率主要系统的光脉冲调制器的驱动信号脉宽决定，光脉冲调制器由声光调制器或者电光调制两类。其中，电光调制器(Electrooptic Modulator，EOM)的物理基础是电光效应，但是其消光比较低；声光调制器(Acousto-Optic Modulator，AOM)的物理效应为晶体的声光效应，其主要优点是消光比较大。在实际应用过程中，由于需要监测的距离少则几公里，多则上百公里，为了实现长距离高灵敏度的监测，需要光脉冲调制器具有高消光比，因此，在光纤分布式振动监测系统多数采用声光调制器。

但是，声光调制器的驱动信号的上升沿和下降沿时间较长，所以脉冲宽度一般较大，数值一般在几百纳秒，进而导致光纤分布式振动监测系统的空间分辨率交底，通常在几十米范围。因此，亟待提供一种高空间分辨率的光纤分布式振动监测系统，以满足需求在米级别量级的空间分辨率的工程需要。

发明内容

本申请提供了一种分布式光纤振动监测系统事件定位方法、装置及应用，以解决现有的光纤分布式振动监测系统空间分辨率低的问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种分布式光纤振动事件定位方法，应用于基于瑞利散射的分布式光纤振动监测系统，所述方法包括：

将脉冲光注入到所述分布式光纤振动监测系统中的传感光纤中；

获取所述脉冲光在所述传感光纤中传输时，产生的后向瑞利散射光所对应的各干涉场信号；

对各所述干涉场信号的光功率进行比较，得到光功率最大的干涉场信号；

根据接收到所述光功率最大的干涉场信号的时间点、以及所述脉冲光注入传感光纤中的时间点，计算出产生所述光功率最大的干涉场信号的传感位置；

根据所述传感位置，确定所述传感光纤中发生事件的位置。

可选地，根据所述传感位置，确定所述传感光纤中发生事件的位置，包括：

根据所述脉冲光的脉冲宽度，计算出所述分布式光纤振动监测系统的空间分辨率；

获取所述空间分辨率的奇偶性；

当所述空间分辨率为奇数时，则所述传感光纤中发生事件的位置为L_th＝L_max-(S-1)/2；

当所述空间分辨率为偶数时，则所述传感光纤中发生事件的位置为L_th＝L_max-S/2+1；

其中，L_max为所述传感位置，S为空间分辨率。

当所述空间分辨率为奇数时，则所述传感光纤中发生事件的位置分别为L_th1＝L_max-(S+1)/2、L_th2＝L_max-(S+1)/2+M-S+1；

当所述空间分辨率为偶数时，则所述传感光纤中发生事件的位置分别为L_th1＝L_max-S/2、L_th2＝L_max-S/2+M-S+1；

其中，L_max为所述有效传感位置，L_th1为发生事件第一个位置点，L_th2为发生事件第二个位置点，S为空间分辨率M为具有扰动信息的干涉场信号的个数。

获取所述空间分辨率的奇偶性；

当所述空间分辨率为奇数时，则所述传感光纤中发生事件的位置为L_th＝P_max-(S-1)/2+N；

当所述空间分辨率为偶数时，则所述传感光纤中发生事件的位置为L_th＝P_max-S/2+1+N；

其中，L_max为所述传感位置，S为空间分辨率,N为所述脉冲光的一个脉冲宽度对应的传播距离。

当所述空间分辨率为奇数时，则所述传感光纤中发生事件的位置分别为L_th1＝L_max-(S+1)/2+N、L_th2＝L_max-(S+1)/2+M-S+1+N；

当所述空间分辨率为偶数时，则所述传感光纤中发生事件的位置分别为L_th1＝L_max-S/2+N、L_th2＝L_max-S/2+M-S+1+N；

其中，L_max为所述有效传感位置，L_th1为发生事件第一个位置点，L_th2为发生事件第二个位置点，S为空间分辨率M为具有扰动信息的干涉场信号的个数，N为所述脉冲光的一个脉冲宽度对应的传播距离。

根据本申请实施例的第二方面，提供了一种分布式光纤事件定位装置，应用于基于瑞利散射的分布式光纤振动监测系统，所述装置包括：

干涉场信号获取单元：用于获取脉冲光在所述分布式光纤振动监测系统中的传感光纤中传输时，产生的后向瑞利散射光所对应的各干涉场信号；

光功率比较单元：用于对各所述干涉场信号的光功率进行比较，得到光功率最大的干涉场信号；

传感位置计算单元：用于根据接收到所述光功率最大的干涉场信号的时间点、以及所述脉冲光注入传感光纤中的时间点，计算出产生所述光功率最大的干涉场信号的传感位置；

事件位置确定单元：用于根据所述传感位置，确定所述传感光纤中发生事件的位置。

根据本申请实施例的第三方面，提供了一种分布式光纤振动监测系统，所述系统包括本申请实施例第二方面提供的分布式光纤振动监测系统事件定位装置，还包括激光器、与所述激光器连接的声光调制器、与所述声光调制器连接的环形器、与所述环形器连接的传感光纤、以及与所述分布式光纤振动监测系统事件定位装置和环形器连接的光电探测器。

由上述实施例可见，本申请实施例提供的分布式光纤振动监测系统事件定位方法、装置及应用，在对传感光纤中发生事件的位置进行定位时，通过对脉冲光在所述传感光纤中传输时，产生的后向瑞利散射光所对应的各干涉场信号的光功率进行比较，得到光功率最大的干涉场信号；然后，计算该光功率最大的干涉场信号的传感位置；最后，根据该传感位置与事件的位置分布规律，确定出传感光纤中发生事件的位置。由于本申请提供的定位方式通过对各干涉场信号进行筛选，再进行事件位置计算，使得其空间分辨率不再单纯的受光信号脉宽决定的，进而可以对事件的位置定位可以更为准确，提高空间分辨精度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实例提供的一种分布式光纤振动监测系统的基本结构示意图；

图2为本申请实例提供的一种分布式光纤振动监测系统事件定位方法的基本流程示意图；

图3为本申请实例提供的后向瑞利散射离散模型图示意图；

图4为本申请实例提供的后向瑞利散射振动监测光路示意图；

图5为本申请实例提供的在传感光纤Li处发生一个事件时，对应的后向瑞利散射离散模型图示意图；

图6为本申请实例提供的当在空间分辨率范围内发生一个事件时，不同时刻相位解调结果图；

图7为本申请实例提供的当在空间分辨率范围内发生两个事件且空间分辨率为偶数时，不同时刻相位解调结果图；

图8为本申请实例提供的当在空间分辨率范围内发生两个事件且空间分辨率为奇数时，不同时刻相位解调结果图；

图9为本申请实例提供的一种分布式光纤振动监测系统事件定位装置的基本结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1为本实例提供的一种分布式光纤振动监测系统的基本结构示意图。如图1所示，该系统主要包括激光器10、与激光器10连接的声光调制器(AOM，Acousto-opticalModulators)20、与声光调制器20连接的环形器40、为实现脉冲光的功率放大在声光调制器20与环形器40之间本实施例还设置有第一掺铒光纤放大器(EDFA,Erbium Doped FiberAmplifier)30，还包括与环形器40的C₂端连接的传感光纤50、与环形器40的C3端连接的光电探测器(PD，Photodetector)80，为实现环形器输出信号的处理，在环形器40的C3端与光电探测器80之间还设置有第二掺铒光纤放大器60和滤波器70，最后，还包括本实施例提供的事件定位装置90。需要说明的是，在实际使用还可以对上述振动监测系统中的部分元件替换、增设一些元件或减少一部分元件。

利用上述振动监测系统，激光器10发出窄线宽连续激光，经过声光调制器20的斩波为光脉冲序列，脉冲光经过第一掺铒光纤放大器30的功率放大，进入环形器40的C₁端，然后经过环形器40的C₂端注入到传感光纤50，传感光纤50中的后向瑞利散射信号经过环形器40的C₃端进入到第二掺铒光纤放大器60，放大后的瑞利散射信号经过滤波器70后，进入到光电探测器80，光电探测器80进行光电转化后的电信号进入事件定位装置90，事件定位装置90通过对接收的电信号进行分析，确定传感光纤50中发生事件的位置，具体的，下面将对事件定位装置90的数据处理过程进行详细介绍。

图2为本申请实例提供的一种分布式光纤振动监测系统事件定位方法的基本流程示意图。如图2所示，该方法具体包括如下步骤：

S110：获取脉冲光在所述分布式光纤振动监测系统中的传感光纤中传输时，产生的后向瑞利散射光所对应的各干涉场信号。

图3为本申请实例提供的后向瑞利散射离散模型图示意图。如图3所示，当在传感光纤中注入相干长度长的窄线宽激光时，本实施例将传感光纤中的散射点看作是一系列离散的反射镜，某个反射镜反射信号可认为是在单位散射长度ΔL范围内，随机分布的散射点的后向散射光的矢量和。

其中，单元散射长度ΔL定义为：

在公式(1)中，Sa为振动监测系统的采样率，C为真空中光速，n_f为传感光纤的折射率。

如图3所示，设ΔL内有M个随机分布的瑞利散射点，偏振态相同，第p个反射镜处的光场是M个散射点场矢量和，可以表达为：

在公式(2)中，r_p为第p段光纤的M个后向散射点的光场振幅矢量和，定义为第p个反射镜的反射率；φ_p为M个后向散射点的相位矢量和，定义为第p个反射镜的相位；a_m为ΔL光纤长度内第m个后向散射点的光场振幅值，Ω_m为第m个后向散射点的光场相位值。

由于脉冲宽度为W的激光脉冲注入传感光纤，在不同时刻只有一段光纤中有光，即只有这段光纤被“点亮”，对应的，探测器观察到的光纤点亮长度为(q-1)ΔL，其中：

在公式(3)中，q为点亮光纤内的等效反射镜个数。

基于上述设定，距离初始端iΔL处的后向瑞利散射光的干涉场是i-q+1到i个等效反射镜的场矢量和，L_i处的光强表达式如下所示：

在公式(4)中，P_k为第k个等效反射镜的光场偏振态，r_k为第k个等效反射镜的光场振幅矢量，为第k个等效反射镜的相位矢量，α为光纤衰减系数，L_i是第i个单位散射长度的位置，即：L_i＝iΔL。

由图3及公式(4)所知，L_i处的后向瑞利散射光的干涉场是i-q+1到i个等效反射镜的场矢量和，即脉宽内q个等效反射镜的场矢量和。

图4为本申请实例提供的后向瑞利散射振动监测光路示意图。如图4所示，将一束光频率为f、脉冲宽度为W的高相干脉冲光在t＝0时刻从环形器处注入光纤，光电探测器在t时刻得到的光场表达式如下：

在公式(5)中，a_k为光场振幅，当时，矩形函数其他情况rect[(t-τk)/W]＝0。τ_k为光纤任意第k个等效反射镜的时间延迟，τ_k与L_k的关系为τ_k＝2n_fL_k/C＝2n_fkΔL/C，N为等效反射镜总个数。

图5为本申请实例提供的在传感光纤Li处发生一个事件时，对应的后向瑞利散射离散模型图示意图。如图5所示，假设在第i个等效反射镜处(即传感光纤Li处)发生一个事件、即施加一个扰动信息ΔΦ，施加在某一个等效反射镜上的扰动信号称为点扰动信号，光电探测器观察到的光脉冲前沿到达传感光纤的第j个等效反射镜的观测时间t_j为：

将公式(6)和公式(3)代入公式(5)中，便可以得出，光电探测器在t_j时刻得到的光场表达式如下：

在公式(7)中，a_k是在t_j时刻，光电探测器观测到的脉冲范围内的第k个等效反射镜的光场强度。

当光脉冲前沿到达传感光纤的第i个等效反射镜时，即j＝i时，由于在传感光纤Li处发生一个事件，根据公式(7)，可得光电探测器在t_j时刻得到的光场表达式如下：

根据公式(8)，探测到的光功率值I_b(t_i)为：

根据公式(9)，可得在t_i时刻观测到第i个等效反射镜处有扰动信息ΔΦ。

当光脉冲前沿到达传感光纤的第i+1个等效反射镜时，即j＝i+1，可得光电探测器在t_j+1时刻得到的光场表达式如下：

对应的，探测到的光功率信号I_b(t_i+1)为：

根据公式(11)，可得在t_j+1时，观测到第i+1个等效反射镜处有扰动信息ΔΦ。

以此类推，当光脉冲前沿到达传感光纤的第i+q-2个等效反射镜时，即j＝i+q-2，可得光电探测器在t_j+q-2时刻得到的光场表达式如下：

对应的，探测的光功率信号I_b(t_i+q-2)为：

根据公式(13)，可以得出在t_i+q-2时刻观测到第i+q-2个等效反射镜处有扰动信息ΔΦ。

当光脉冲前沿继续前进，到达传感光纤的第i+q-1个等效反射镜时，即j＝i+q-1，可得光电探测器在t_j+q-1时刻得到的光场表达式如下：

对应的，探测的光功率信号I_b(t_i+q-1)为：

根据公式(15)，可得探测器在t_i+q-1时刻观测到第i+q-1个等效反射镜处没有扰动信息ΔΦ。

综上所述，{I_b(t_i)，I_b(t_i+1)，……，I_b(t_i+q-2)}中均含有扰动信息ΔΦ，{I_b(t_i+q-1)……}中不含有有扰动信息ΔΦ，即第i个等效反射镜处的点扰动信息ΔΦ展宽到i个等效反射镜之后的q-2个等效反射镜区域内。

S120：对各所述干涉场信号的光功率进行比较，得到光功率最大的干涉场信号。

基于步骤S110中，探测器在不同时刻观测到各等效反射镜处扰动信息的分布规律，可以将具有ΔΦ的记为有效的干涉场信号，同时，基于光功率信号中含有ΔΦ的余弦项的个数不同，则对应的光功率值也不同，其中，含有ΔΦ的余弦项的个数越多，光功率值越大。

进而，通过对接收到的干涉场信号的光功率进行比较，便可以光功率最大的干涉场信号。

S130：根据接收到所述光功率最大的干涉场信号的时间点、以及所述脉冲光注入传感光纤中的时间点，计算出产生所述光功率最大的干涉场信号的传感位置。

设接收到光功率最大的干涉场信号的时间点为t_max，脉冲光注入传感光纤中的时间点为t_o，对应的，产生所述光功率最大的干涉场信号的传感位置L_max则为：

S140：根据所述传感位置，确定所述传感光纤中发生事件的位置

根据步骤S110中，在传感光纤Li处发生事件时，第i个等效反射镜处的点扰动信息ΔΦ展宽到i个等效反射镜之后的q-2个等效反射镜区域内的分布规律，便可以根据传感位置，所述传感光纤中发生事件的位置，其中：

1)当空间分辨率S内发生一个事件时，对应的，传感光纤中发生事件的位置与光功率最大的干涉场信号的传感位置之间的对应关系为：

a、当所述空间分辨率S为奇数时，则所述传感光纤中发生事件的位置为：

L_th＝L_max-(S-1)/2 公式(17)

其中，空间分辨率P为脉冲光信号的脉宽。

b、当所述空间分辨率S为偶数时，则所述传感光纤中发生事件的位置为：

L_th＝L_max-S/2 公式(18)

2)当空间分辨率S内发生两个事件时，对应的，传感光纤中发生事件的位置与光功率最大的干涉场信号的传感位置之间的对应关系为：

a、当所述空间分辨率为奇数时，则所述传感光纤中发生事件的位置分别为

L_th1＝L_max-(S+1)/2、L_th2＝L_max-(S+1)/2+M-S+1 公式(19)

b、当所述空间分辨率为偶数时，则所述传感光纤中发生事件的位置分别为

L_th1＝L_max-S/2、L_th2＝L_max-S/2+M-S+1 公式(20)

在公式(20)中，L_th1为发生事件第一个位置点，L_th2为发生事件第二个位置点，S为空间分辨率，M为具有扰动信息的干涉场信号的个数。

需要说明的是，上述公式(17)至(20)的推导，是以当得到两个或两个光功率最大的干涉场信号时，将得到的第一个光功率最大的干涉场信号的传感位置作为有效传感位置，推导出的，若是以其他功率最大的干涉场信号的传感位置作为有效传感位置，则在上述公式的基础上进行相应的变形即可。

下面以Sa的数值为100Mbps，C＝3×10⁸m/s、n_f≈1.5，ΔL＝1m为例，对上述理论推导进行验证。

图6为本申请实例提供的当在空间分辨率范围内发生一个事件时，不同时刻相位解调结果图。如图6所示，空间分辨率S＝5(在实际情况中S的大小为几十米级别)，假设事件ΔΦ发生在在传感光纤位置i+5处，则第i+5个瑞利散射点在t＝t_i+5时刻，探测的光功率信号I_i+5为：

I_i+5＝[E_i(t_i+5)+E_i+1(t_i+5)+E_i+2(t_i+5)+E_i+3(t_i+5)+E_i+4(t_i+5)+E_i+5(t_i+5)]^*

×[E_i(t_i+5)+E_i+1(t_i+5)+E_i+2(t_i+5)+E_i+3(t_i+5)+E_i+4(t_i+5)+E_i+5(t_i+5)]

对应的，I_i+5中含有10项ΔΦ的余弦项。

同理求得t_i+6时刻的光场表达式I_i+6为：

I_i+6中含有16项ΔΦ的余弦项。

依次递推，可以得出如图6所示的关系

t_i+7时刻I_i+7中含有18项ΔΦ的余弦项。

tⁱ ₊₈时刻I_i+8中含有16项ΔΦ的余弦项。

t_i+9时刻I_i+9中含有10项ΔΦ的余弦项。

t_i+10时刻I_i+10中没有含有ΔΦ的余弦项。

进而，L_max为i+7处，根据公式(17)，可计算出发生事件的位置为i+5。

图7为本申请实例提供的当在空间分辨率范围内发生两个事件且空间分辨率为偶数时，不同时刻相位解调结果图。如图7所示，空间分辨率S＝4，假设事件ΔΦ发生在在传感光纤位置i+4和i+6处。

对应的，t_i+4时刻I_i+4中含有8项ΔΦ的余弦项。

t_i+5时刻I_i+5中含有12项ΔΦ的余弦项。

t_i+6时刻I_i+6中含有12项ΔΦ和4项2ΔΦ的余弦项。

t_i+7时刻I_i+7中含有12项ΔΦ和4项2ΔΦ的余弦项。

t_i+8时刻I_i+8中含有12项ΔΦ的余弦项。

t_i+9时刻I_i+9中含有8项ΔΦ的余弦项。

进而，L_max为i+6处，根据公式(20)，可计算出发生事件的位置为i+4和i+6处。

图8为本申请实例提供的当在空间分辨率范围内发生两个事件且空间分辨率为奇数时，不同时刻相位解调结果图。如图8所示，空间分辨率S＝5，假设事件ΔΦ发生在在传感光纤位置i+4和i+7处。

对应的，t_i+4时刻I_i+4中含有10项ΔΦ的余弦项。

t_i+5时刻I_i+5中含有16项ΔΦ的余弦项。

t_i+6时刻I_i+6中含有18项ΔΦ的余弦项。

t_i+7时刻I_i+7中含有18项ΔΦ和4项2ΔΦ的余弦项。

t_i+8时刻I_i+8中含有18项ΔΦ和4项2ΔΦ的的余弦项。

tⁱ ₊₉时刻I_i+9中含有18项ΔΦ的余弦项。

t_i+10时刻I_i+10中含有16项ΔΦ的余弦项。

t_i+11时刻I_i+11中含有10项ΔΦ的余弦项。

进而，L_max为i+7处，根据公式(19)，可计算出发生事件的位置为i+4和i+7处。

需要说明的是，上述推导均是以光脉冲的前沿到达的时刻进行计算的，若是取光脉冲的后沿，则在上述公式的基础上加上脉冲光的一个脉冲宽度对应的传播距离即可，对应如下：

3)当空间分辨率S内发生一个事件时，对应的，传感光纤中发生事件的位置与光功率最大的干涉场信号的传感位置之间的对应关系为：

L_th＝P_max-(S-1)/2+N 公式(21)

其中，空间分辨率P为脉冲光信号的脉宽。

L_th＝P_max-S/2+1+N 公式(22)

4)当空间分辨率S内发生两个事件时，对应的，传感光纤中发生事件的位置与光功率最大的干涉场信号的传感位置之间的对应关系为：

L_th1＝L_max-(S+1)/2+N、L_th2＝L_max-(S+1)/2+M-S+1+N 公式(23)

L_th1＝L_max-S/2+N、L_th2＝L_max-S/2+M-S+1+N 公式(24)

基于与上述方法相同的发明构思，本申请还提供了一种分布式光纤事件定位装置，应用于基于瑞利散射的分布式光纤振动监测系统。图9为本申请实例提供的一种分布式光纤振动监测系统事件定位装置的基本结构示意图。如图9所示，该装置包括：

干涉场信号获取单元910：用于获取脉冲光在所述分布式光纤振动监测系统中的传感光纤中传输时，产生的后向瑞利散射光所对应的各干涉场信号；

光功率比较单元920：用于对各所述干涉场信号的光功率进行比较，得到光功率最大的干涉场信号；

传感位置计算单元930：用于根据接收到所述光功率最大的干涉场信号的时间点、以及所述脉冲光注入传感光纤中的时间点，计算出产生所述光功率最大的干涉场信号的传感位置；

事件位置确定单元940：用于根据所述传感位置，确定所述传感光纤中发生事件的位置。

本实施例提供的分布式光纤事件定位方法，在对传感光纤中发生事件的位置进行定位时，通过对脉冲光在所述传感光纤中传输时，产生的后向瑞利散射光所对应的各干涉场信号的光功率进行比较，得到光功率最大的干涉场信号；然后，计算该光功率最大的干涉场信号的传感位置；最后，根据该传感位置与事件的位置分布规律，确定出传感光纤中发生事件的位置。由于本申请提供的定位方式通过对各干涉场信号进行筛选，再进行事件位置计算，使得其空间分辨率不再单纯的受光信号脉宽决定的，进而可以对事件的位置定位可以更为准确，提高空间分辨精度，其中，可以将空间分辨率由几十米范围降低到几米的精度。

基于上述方法和装置，本实施例还提供了一种分布式光纤振动监测系统，该系统包括上述提供的所述的分布式光纤振动监测系统事件定位装置，另外还包括激光器、声光调制器、环形器、传感光纤、以及光电探测器等元件。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.一种分布式光纤振动监测系统事件定位方法，应用于基于瑞利散射的分布式光纤振动监测系统，其特征在于，所述方法包括：

获取脉冲光在所述分布式光纤振动监测系统中的传感光纤中传输时，产生的后向瑞利散射光所对应的各干涉场信号；

根据所述传感位置，确定所述传感光纤中发生事件的位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述传感位置，确定所述传感光纤中发生事件的位置，包括：

获取所述空间分辨率的奇偶性；

其中，L_max为所述传感位置，S为空间分辨率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述传感位置，确定所述传感光纤中发生事件的位置，包括：

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述传感位置，确定所述传感光纤中发生事件的位置，包括：

获取所述空间分辨率的奇偶性；

5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，根据所述传感位置，确定所述传感光纤中发生事件的位置，包括：

其中，L_max为所述有效传感位置，L_th1为发生事件第一个位置点，L_th2为发生事件第二个位置点，S为空间分辨率，M为具有扰动信息的干涉场信号的个数，N为所述脉冲光的一个脉冲宽度对应的传播距离。

6.一种分布式光纤振动监测系统事件定位装置，应用于基于瑞利散射的分布式光纤振动监测系统，其特征在于，所述装置包括：

7.一种分布式光纤振动监测系统，其特征在于，所述系统包括权利要求6所述的分布式光纤振动监测系统事件定位装置，还包括激光器、与所述激光器连接的声光调制器、与所述声光调制器连接的环形器、与所述环形器连接的传感光纤、以及与所述分布式光纤振动监测系统事件定位装置和环形器连接的光电探测器。