現(xiàn)預警和對振源定位。在該光纖振源識別系統(tǒng)，光纖傳感器21 與識別終端22連接。光纖23設(shè)置于需監(jiān)測的環(huán)境中如地下，以監(jiān)測該環(huán)境狀況。光纖傳感器 21定時從光纖23的一端發(fā)出第一光信號，該第一光信號可以是一脈沖信號，如為脈沖寬度 為l〇ns的激光，該第一光信號在光纖23中各個位置經(jīng)過瑞利散射形成的第二光信號，并且 該第二光信號反射回該光纖23的一端。光纖傳感器21從該光纖23的一端獲得該第二光信 號。本發(fā)明方法中所述的光纖發(fā)射得到的光信號即為該第二光信號。光纖傳感器21對第二 光信號進行采樣，得到多個采樣光信號。其中，該采樣間隔可采集光纖每隔設(shè)定距離發(fā)射的 光信號，例如，第一個采樣光信號對應為距離光纖一端1米位置反射的光信號，第二個采樣 光信號對應為距離光纖一端2米位置反射的光信號，以此類推。
[0032] 由于背向散射的光信號及其微弱，且其信噪比較小，在對光信號處理的過程中難 度較大、精度較小，因此光纖傳感器33將上述多個采樣光信號轉(zhuǎn)換為對應的采樣電信號便 于信號的處理。這里可以通過一般的光電轉(zhuǎn)換器如AH)轉(zhuǎn)換得到模擬信號，再通過模數(shù)轉(zhuǎn)換 器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
[0033] 光纖傳感器21將轉(zhuǎn)換后的多個采樣電信號發(fā)送至識別終端22。當然，在其他實施 例中，該光電轉(zhuǎn)換步驟可由識別終端22執(zhí)行，即識別終端22接收光纖傳感器21對第二光信 號采樣得到的多個采樣光信號，并將其轉(zhuǎn)換成多個采樣電信號，得到采樣電信號序列，如圖 4所不。在本例中，光纖傳感器21定時從光纖23-端發(fā)送第一光信號，對應地光纖23每隔一 段時間反射回相應的第二光信號，故識別終端22每隔一段時間則接收到對應的采樣電信號 序列，不同時間間隔接收到采樣電信號序列攜帶著對應時刻光纖不同位置的環(huán)境狀態(tài)信 息。
[0034] 識別終端22的模型數(shù)據(jù)庫中預設(shè)有多個振動信號模型，識別終端22將每個所述采 樣電信號與預設(shè)振動信號模型進行對比分析。如果存在采樣電信號與預設(shè)振動信號模型的 波形匹配，則確定所述采樣電信號對應的光纖位置的環(huán)境狀態(tài)可能發(fā)生振動，并將該對應 的光纖位置為待確定振源，并繼續(xù)執(zhí)行本實施例方法的步驟。
[0035] S12:識別終端分析所述第一采樣電信號在時域和空域的平穩(wěn)特性。
[0036]例如，該第一采樣電信號在時域的平穩(wěn)特性為第一采樣電信號對應的該光纖位置 在不同時刻反射得到的對應采樣電信號的波動幅度，該第一采樣電信號在空域的平穩(wěn)特性 為在某一時刻該光纖不同位置的對應采樣電信號的波動幅度。
[0037] S13:識別終端對應所述第一采樣電信號不同時域和空域的平穩(wěn)特性，采用不同的 檢測方式對所述第一采樣電信號進行檢測。
[0038] 例如，若所述第一采樣電信號的時域平穩(wěn)特性不滿足第一平穩(wěn)條件且空域平穩(wěn)特 性滿足第二平穩(wěn)條件，則采用滑窗式恒虛警率(英文:Constant False-Alarm Rate，簡稱： CFAR)檢測方式對所述第一采樣電信號進行檢測;若所述第一采樣電信號的時域平穩(wěn)特性 滿足所述第一平穩(wěn)條件且空域平穩(wěn)特性不滿足所述第二平穩(wěn)條件，則采用雜波圖點檢測方 式對所述第一采樣電信號進行檢測;若所述第一采樣電信號的時域平穩(wěn)特性不滿足所述第 一平穩(wěn)條件且空域平穩(wěn)特性不滿足所述第二平穩(wěn)條件，則采用雜波圖面檢測方式對所述第 一采樣電信號進行檢測。在一具體應用中，該第一平穩(wěn)條件為該第一采樣電信號的時域波 動小于第一設(shè)定波動值，具體如該第一采樣電信號與之前接收的對應光纖位置的采樣電信 號的波動幅度小于第一設(shè)定幅度。該第二平穩(wěn)條件為該第一采樣電信號的空域波動小于第 二設(shè)定波動值，具體如該第一采樣電信號所處時刻的光纖對應不同位置的采樣電信號的波 動幅值小于第二設(shè)定幅度，該第一設(shè)定幅度和第二設(shè)定幅度可設(shè)置為相同。
[0039]下面對上述提及的三種檢測方式分別進行舉例說明。
[0040] (1)請參閱圖3,圖3是本發(fā)明光纖振源識別方法另一實施例的部分流程圖。上述采 用滑窗式CFAR檢測方式對所述第一采樣電信號進行檢測的步驟包括以下子步驟：
[0041 ] S301 :識別終端獲取所述第一采樣電信號左側(cè)的h個第二采樣電信號值、以及右側(cè) 的h個第三采樣電信號值。
[0042]其中，所述h個第二采樣電信號中的最右側(cè)的所述第二采樣電信號、所述h個第三 采樣電信號中最左側(cè)的所述第三采樣電信號均與所述第一采樣電信號相隔g個采樣電信 號。該采樣電信號序列分別由第二光信號采樣得到的多個采樣光信號轉(zhuǎn)換得到。該采樣電 信號序列從左至右是按照對第二光信號的采樣先后順序排列，也即按照距離光纖一端的距 離從近至遠順序排列。
[0043] S302:識別終端比較所述第一采樣電信號值與第一門限以及所述第二采樣電信號 與第二門限。
[0044]其中，所述第一門限為所述h個第二采樣電信號值和所述η個第三采樣電信號值的 算術(shù)平均值Ζ，所述第二門限為所述h個第二采樣電信號值和h個第三采樣電信號值中第k個 最小采樣電信號值。
[0045] S303:若所述第一采樣電信號值大于所述第一門限，且所述第二采樣電信號與第 二門限，則所述檢測通過。
[0046]本實施例中，如圖4所示，多個采樣光信號轉(zhuǎn)換得到采樣電信號序列S(t)(t = 1，…，N)，上述符合預設(shè)振源特征的第一采樣電信號為S(i)，該i小于Μ。在該采樣電信號序 列S(t)中，將該第一采樣電信號S(i)左右側(cè)g個采樣電信號分別確定為第一保護單元P1(S (11)，~，3(1-1))和第二保護單元?2(5(1+1)，~，5(1+8))，圖4中4為2。取該第一保護單 元P1左側(cè)的h個采樣電信號(S(i-g-h)，…，S(i-g-l))為第一滑窗單元L1，取該第二保護單 元P2右側(cè)的h個采樣電信號（S(i+g+l)，…，S(i+g+h))為第二滑窗單元L2。根據(jù)公式11計算 第一滑窗單元L1和第二滑窗單元L2中所有采樣電信號值之算術(shù)平均值Z，并將該Z確定為該 第一門限。
[0048] 識別終端判斷第一采樣電信號值S(i)是否大于該第一門限Z，若否，則檢測不通 過，結(jié)束流程;若是，則將該第一滑窗單元L1和第二滑窗單元L2中所有采樣電信號值從小至 大順序排列，經(jīng)獲取其中從最小端數(shù)起第k個采樣電信號值作為第二門限，并判斷第一采樣 電信號值S(i)是否大于該第二門限，若是，則確定檢測通過;若否，則確定檢測不通過，并結(jié) 束流程。
[0049] 可以理解的是，在其他實施例中，識別終端也可先比較第二門限，判斷第一采樣電 信號值大于第二門限時再比較第一門限，其中，對應門限也可在對應比較步驟中或之前獲 得，在此不作具體限定。
[0050] 利用上述滑窗式CFAR檢測方式可有效濾除干擾，提高多目標干擾情況下的CFAR性 能，且幅度減少計算量，提高運算效率，節(jié)省識別終端處理資源。
[0051] (2)請參閱圖5,圖5是本發(fā)明光纖振源識別方法再一實施例的部分流程圖。上述采 用雜波圖點檢測方式對所述第一采樣電信號進行檢測步驟包括以下子步驟：
[0052] S501 :識別終端根據(jù)光信號的所有采樣光信號轉(zhuǎn)換得到采樣電信號生成雜波圖， 并將所述雜波圖按照對應光纖不同位置劃分若干個雜波圖單元。
[0053] S502 :識別終端利用所述第一采樣電信號所在的雜波圖單元的有限次回波輸入進 行迭代，以得到第三門限。
[0054]具體，可利用公式12對所述第一采樣電信號所在的雜波圖單元進行迭代更新，以 得到第三門限/' :
[0056]其中，該光信號的所有采樣光信號轉(zhuǎn)換得到采樣電信號也即上述采樣電信號序 列。所述n+1為當前所述光信號的接收序號，也即上述該光信號對應的采樣電信號序列的接 收序號，識別終端每次接收到從光纖一端發(fā)射回來的第二光信號對應的采樣電信號序列均 進行順序標號，當前檢測的第二光信號對應的采樣電信號序列的接收序號為n+1;所述k為 所述第一采樣電信號所在的雜波圖單元序號，qu為第k個雜波圖單元的第n-1次回波輸出 幅度值，ω為遺忘因子。
[0057] S503 :識別終端比較所述第一采樣電信號值與所述第三門限，若所述第一采樣電 信號值大于所述第三門限，則所述檢測通過。
[0058] 雜波圖是一種時域上的自適應處理方法，用于實時記錄該光纖振源識別系統(tǒng)周邊 環(huán)境的雜波分布及其強度變化，其給予對同一空間單元的多次掃掠值進行處理來估計出該 空間單元雜波的平均幅度，從而給出該周邊環(huán)境的二分層信息。識別終端根據(jù)不同時刻接 收到的采樣電信號序列生成雜波圖，并將所述雜波圖按照對應光纖不同位置劃分若干個雜 波圖單元，也稱為空間單元。
[0059]例如，識別終端利用公式13對每個雜波圖單元進行迭代更新，以得到每個雜波圖 的背景功率估計：
[0061] 將上述公式13展開迭代后即得到上述公式14:
[0063]其中，所述n+1為該雜波圖對應所述采樣電信號序列的接收序號;所述t為雜波圖 單元序號，qu為第t個雜波圖單元的第n-1次回波輸出幅度值，ω為遺忘因子。
[0064]識別終端根據(jù)每次接收的采樣電信號序列生成的雜波圖計算得到該雜波圖每個 單元的背景功率估計并將其存儲。在檢測到符合振源特征的第一采樣電信號時，將存儲的 前次對應雜波圖單元的背景功率估計id/；)作為其檢測門限即第三門限，識別終端判斷第 一采樣電信號值是否大于該第三門限，若是，則確定檢測通過;若否，則確定檢測不通過，并 結(jié)束流程。