[发明专利]基于振动信号空时二维稀疏表示K‑S检验的光纤入侵检测方法

权利要求书

1.基于振动信号空时二维稀疏表示柯尔莫哥洛夫-斯摩洛夫检验的光纤入侵检测方法，其特征在于包括：

针对同一时间，不同位置的入侵信息采用恒虚警率检测法进行空域检测，去除噪声；

运用恒虚警率检测法的处理结果，对同一位置，不同时间的空域检测过门限数据按照时间顺序进行分组，对同一位置取每N个空域过门限数据为一组，作为时域待测数据集，每组时域待测数据集内数据的时间间隔构成时间间隔样本集，每组时域待测数据集内数据的幅度构成幅度样本集；

将所述时间间隔样本集分布与先验的干扰入侵信号的时间间隔样本集进行柯尔莫哥洛夫-斯摩洛夫检验，若两分布相同则判断该组为干扰入侵组，若分布不同则进行下一步；

将所述幅度样本集分布与先验的干扰入侵信号的幅度样本集进行柯尔莫哥洛夫-斯摩洛夫检验，若两分布相同则判断该组为干扰入侵组，若分布不同则判断为潜在有害入侵组。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括：

运用恒虚警率检测方法对同一时间，不同位置的入侵信息进行检测，包括：利用前沿和后沿参考单元采样的均值形成两局部估计，然后分别对局部估计进行求和运算以确定检测单元的背景杂波平均功率水平估计，包括：

其中，Z为总的杂波功率水平估计，x为前沿采样参考单元值，y为后沿参考采样单元采样值，且前后各取个参考单元；

经过系统分布分析，得到：

P_fa＝(1+T)^-n (2)

其中，P_fa为虚警概率值，T为标称化因子，n为总参考单元个数，即通过设定恒虚警概率值，影响标称化因子的取值，而检测阈值为：

S＝T·Z(3)

从而根据检测阈值对检测单元进行检测。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括：

将同一位置不同时间点的空域在恒虚警率检测方法的处理中过门限的数据分组，即：对同一位置取每N个空域过门限数据为一组，作为时域待测数据集， 每组时域待测数据集内数据的时间间隔构成时间间隔样本集，每组时域待测数据集内数据的幅度构成幅度样本集。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括：

对时域待测数据集内数据求出其相邻点的时间间隔，所有时间间隔也构成一个样本集，对待检测的时间间隔样本集与先验的干扰入侵样本集进行柯尔莫哥洛夫-斯摩洛夫检验，柯尔莫哥洛夫-斯摩洛夫检验包括：全部来自连续分布函数F(a)的l个样本a₁,a₂,…,a_l进行升序排列，得b₁,b₂,…,b_l，可以求出其经验分布函数：

经验函数上的某一点w_l＝F_l(a)，l·w_l＝k表示当且仅当k个观察值小于或等于一个先验参数m，即为成功，其中当l-m个观察值大于m时，成功的概率为F(a)，k次成功概率为

由于每次事件成功与否相互独立，所以均值为E[l·w_l]＝l·F(l)，方差为var[l·w_l]＝l[F(a)][1-F(a)]，

所以，E[F_l(a)]＝E[w_l]＝F(a)，经验分布函数F_l(a)收敛到F(a)，且F_l(a)为F(a)的一致估计量，根据格里文科定理：l→∞时，在a这一点，F_l(a)均匀地收敛到F(a)的概率为1；因此，设计柯尔莫哥洛夫-斯摩洛夫统计量，

其中，

F₀(a)为参考样本的经验分布函数，

当D_l较小时，假设趋向为真，即通过柯尔莫哥洛夫-斯摩洛夫检验可以判断两组数据是否符合相同分布；

当待检测集的时间间隔分布与先验干扰入侵信号的分布相同时，则判定该待测组为干扰入侵集，否则再进行幅度检测部分。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括：

由时间间隔柯尔莫哥洛夫-斯摩洛夫检验后得到的潜在有害入侵集进行幅度柯尔莫哥洛夫-斯摩洛夫检测，包括：

取每组入侵点的振幅，对待测组的振幅样本集与先验干扰入侵样本集进行柯尔莫哥洛夫-斯摩洛夫检验，

若属于同一分布则判断该待测组为干扰入侵集，否则判断其为潜在有害入侵集。