[发明专利]一种用于BOTDA设备空间分辨率的增强方法及系统

权利要求书

1.一种用于BOTDA设备空间分辨率的增强方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过单峰洛伦兹拟合，对BOTDA设备进行光纤全段探测，收集整条光纤的布里渊散射增益谱及布里渊频移信息；

基于存在异常偏移的所述布里渊散射增益谱，获取异常段，通过PSO算法和LM算法的组合算法，对所述异常段进行双峰洛伦兹拟合，获取次峰散射强度曲线，对异常光纤段进行定位；

获取所述异常光纤段的次峰布里渊频移，对所述异常光纤段的单峰拟合频移结果进行修正，并依据布里渊频移与温度和应变的关系，解调所述异常光纤段的信息，用于增强所述BOTDA设备的空间分辨率。

2.根据权利要求1所述一种用于BOTDA设备空间分辨率的增强方法，其特征在于：

在对BOTDA设备进行光纤全段探测的过程中，使用LM算法进行单峰洛伦兹拟合，获取所述布里渊散射增益谱和所述布里渊频移信息。

3.根据权利要求2所述一种用于BOTDA设备空间分辨率的增强方法，其特征在于：

在获取异常段的过程中，所述异常段对应的受扰光纤长度小于所述BOTDA设备的空间分辨率。

4.根据权利要求3所述一种用于BOTDA设备空间分辨率的增强方法，其特征在于：

在对异常段进行双峰洛伦兹拟合的过程中，通过获取所述异常段的周围的光纤散射谱信息，确定二次拟合范围，依据所述组合算法，提取代表所述光纤异常段的次峰的布里渊散射信息，生成所述次峰散射强度曲线。

5.根据权利要求4所述一种用于BOTDA设备空间分辨率的增强方法，其特征在于：

在通过组合算法获取次峰散射强度曲线的过程中，依据PSO算法，对所述异常段进行双峰洛伦兹拟合，得到包括主、次峰散射强度和布里渊频移的拟合参数近似值；

基于LM算法，对所述拟合参数近似值进行迭代求解，获取双峰洛伦兹拟合参数；

基于所述双峰洛伦兹拟合参数，对所述异常段进行双峰洛伦兹拟合，获取次峰散射强度曲线。

6.根据权利要求5所述一种用于BOTDA设备空间分辨率的增强方法，其特征在于：

在对异常光纤段进行定位的过程中，将所述次峰散射强度曲线，进行边沿分析，获取所述次峰散射强度曲线的下降沿对应的光纤长度，对所述异常光纤段进行定位。

7.根据权利要求6所述一种用于BOTDA设备空间分辨率的增强方法，其特征在于：

在提高BOTDA设备的空间分辨率的过程中，当收集整条光纤的所述布里渊散射增益谱不存在异常偏移时，将所述布里渊频移解调，得到整条光纤的温度或应变信息，获取布里渊频移与温度和应变的所述关系；

基于所述关系，依据所述异常光纤段的修正后的单峰拟合频移结果，进行解调，获取所述异常光纤段的信息。

8.一种用于BOTDA设备空间分辨率的增强系统，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于通过单峰洛伦兹拟合，对BOTDA设备进行光纤全段探测，收集整条光纤的布里渊散射增益谱及布里渊频移信息；

数据筛选模块，用于获取存在异常偏移的所述布里渊散射增益谱；

定位模块，用于基于存在异常偏移的所述布里渊散射增益谱，获取异常段，通过PSO算法和LM算法的组合算法，对所述异常段进行双峰洛伦兹拟合，获取次峰散射强度曲线，对异常光纤段进行定位；

修正模块，用于通过获取所述异常光纤段的次峰布里渊频移，对所述异常光纤段的单峰拟合频移结果进行修正，并依据布里渊频移与温度和应变的关系，解调所述异常光纤段的信息，用于增强所述BOTDA设备的空间分辨率。

9.根据权利要求8所述一种用于BOTDA设备空间分辨率的增强系统，其特征在于：

所述数据采集模块还用于通过LM算法进行单峰洛伦兹拟合。

10.根据权利要求9所述一种用于BOTDA设备空间分辨率的增强系统，其特征在于：

所述定位模块，还用于通过对所述次峰散射强度曲线，进行边沿分析，获取所述次峰散射强度曲线的下降沿对应的光纤长度，对所述异常光纤段进行定位。