[发明专利]一种BOTDR布里渊散射谱寻峰方法

摘要

本发明公开了一种BOTDR布里渊散射谱寻峰方法，该方法依据布里渊后向散射信号的产生原理，对布里渊谱进行噪声等级判定，并依据噪声等级不同对布里渊谱信号进行滤波、互相关等信号增强方法，降低了低信噪比条件下噪声对数据的影响，提升了高信噪比条件下计算效率；利用滤波、增强后的布里渊谱数据进行初次波峰寻找，提升了波峰寻找精度，增加了波峰寻找准确度，并结合脉冲宽度PW与半峰带宽参考参数BW的关系，使用原始数据进行两次筛选，进一步降低了寻峰误差，提升了寻峰精度。本发明方法在不改动硬件的前提下，提升了BOTDR产品测试多峰光纤时的准确度以及大应变条件下单峰光纤的空间分辨率，进一步扩大了BOTDR产品的应用领域。

主权项

一种BOTDR布里渊散射谱寻峰方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤101、读取布里渊谱数据频点数N、以及布里渊谱数据D[0]～D[N‑1]；步骤102、计算布里渊谱数据D[0]～D[N‑1]中的最大值DMAX；步骤103、判断布里渊谱数据信噪等级SL；步骤104、将布里渊谱数据D中所有小于噪声阈值NT的点置为0，生成临时布里渊谱数据DL[0]～DL[N‑1]；步骤105、如果信噪等级SL≤2，执行步骤106，否则执行步骤107；步骤106、对布里渊谱数据D[0]～D[N‑1]进行数据增强，得到增强布里渊谱数据DZ[0]～DZ[N‑1]，转到步骤108；步骤107、复制布里渊谱数据D[0]～D[N‑1]，得到增强布里渊谱数据DZ[0]～DZ[N‑1]；步骤108、建立增强布里渊谱波峰标记数据BSZ[0]～BSZ[N‑1]、临时布里渊谱波峰标记数据BSL[0]～BSL[N‑1]、布里渊谱波峰标记数据BS[0]～BS[N‑1]，并全部初始化为0；步骤109、初步寻找增强布里渊谱数据DZ中的波峰点；步骤110、对增强布里渊谱数据DZ所有标记为波峰的点进行初次筛选；步骤111、读取脉冲宽度参数PW；步骤112、根据脉冲宽度PW，计算半峰带宽参考参数BW；步骤113、读取频率间隔参数FG；步骤114、根据增强布里渊谱波峰标记数据BSZ中所有值为1的点的带宽分析对临时布里渊谱波峰标记数据BSL进行二次筛选；步骤115、将BSL[I]的值依次对应赋给BS[I]，0＜I＜N‑1，输出布里渊谱波峰标记数据BS，BS数据中值为1的点即为波峰；所述步骤103中，布里渊谱数据信噪等级SL判定方法如下：步骤1031、如果DMAX≤50dB，转步骤1032，否则转步骤1033；步骤1032、信噪等级SL为1，噪声阈值NT为40dB，转步骤1038；步骤1033、如果50＜DMAX≤60dB，转步骤1034，否则转步骤1035；步骤1034、信噪等级SL为2，噪声阈值NT为45dB，转步骤1038；步骤1035、如果60＜DMAX≤70dB，转步骤1036，否则转步骤1037；步骤1036、信噪等级SL为3，噪声阈值NT为50dB，转步骤1038；步骤1037、信噪等级SL为4，噪声阈值NT为55dB；步骤1038、布里渊谱数据信噪等级SL判定结束；所述步骤109中，初次波峰判定方法如下：步骤1091、初始化I＝1，0＜I＜N‑1；步骤1092、如果DZ[I]为DZ[I‑2]～DZ[I+2]中的最大值，转步骤1093，否则转步骤1094；步骤1093、将BSZ[I]赋值为1；步骤1094、将I的值增加1；步骤1095、如果I≥N‑1，转步骤1096，否则，转步骤1092；步骤1096、初次波峰判定结束；所述步骤110中，初次筛选判定方法如下：步骤1101、初始化I＝1，0＜I＜N‑1；步骤1102、如果BSZ[I]为1，转步骤1103，否则转步骤1104；步骤1103、如果DL[I]为DL[I‑2]～DL[I+2]中最大值，转步骤1105，否则转步骤1104；步骤1104、将BSL[I]赋值为0，转步骤1106；步骤1105、将BSL[I]赋值为1；步骤1106、将I的值增加1；步骤1107、如果I≥N‑1，转步骤1108，否则，转步骤1103；步骤1108、初次筛选判定结束；所述步骤114中，二次筛选判定方法如下：步骤1141、初始化I＝1，0＜I＜N‑1；步骤1142、如果BSZ[I]为1，转步骤1143，否则转步骤1147；步骤1143、计算IL，转到步骤1145；步骤1144、将BSL[I]赋值为1，转步骤1148；步骤1145、计算IR；步骤1146、如果IR‑I≤BW/2并且I‑IL≤BW/2，转步骤1147，否则转步骤1144；步骤1147、将BSL[I]赋值为0，转步骤1148；步骤1148、将I的值增加1；步骤1149、如果I≥N‑1，转步骤11410，否则，转步骤1142；步骤11410、二次筛选判定结束；所述步骤1143中，IL的计算过程如下：步骤11431、初始化J的值为I‑1；步骤11432、如果J≥0，转步骤11433，否则转步骤11434；步骤11433、如果D[J]≤D[I]‑3，转步骤11436，否则转步骤11435；步骤11434、将IL赋值为0，转步骤11437；步骤11435、将J的值减1，转步骤11432；步骤11436、将IL赋值为J；步骤11437、计算IL过程结束；所述步骤1145中，IR的计算过程如下：步骤11451、初始化J的值为I+1；步骤11452、如果J≤N‑1，转步骤11453，否则转步骤11454；步骤11453、如果D[J]≤D[I]‑3，转步骤11456，否则转步骤11455；步骤11454、将IR赋值为N‑1，转步骤11457；步骤11455、将J的值加1，转步骤11452；步骤11456、将IR赋值为J；步骤11457、计算IL过程结束。