题目：分布式光纤周界安防系统的信号检测和定位技术研究

分布式光纤周界安防系统是一种基于现代光电技术、信息处理技术的以光纤振动传感器为核心部件的先进安全防护系统。相对于传统的主动红外、泄露电缆、静电感应以及摄像机视频识别等周界报警系统，它具有监测距离长、传感器无源、灵敏度高、响应时间短、能耗低、适应复杂地形等突出优点，是当前国际、国内的研究热点。论文以提高系统的检测概率、定位精度和降低其虚警概率为目标，依据信号检测与估计理论、小波分析和自适应信号处理等数字信号处理理论，按照理论分析、检测方案、试验验证的研究顺序，对数字分布式光纤周界安防系统的信号检测和定位方法进行了深入的分析和讨论。论文主要研究工作如下：一、分析了全光纤马赫－泽德干涉仪的应力应变效应，通过对应力应变效应的研究，建立了全光纤马赫－泽德干涉仪型的分布式周界安防系统的定位模型。基于该模型，可以使分布式光纤周界安防系统传感臂与参考臂可以铺设在同一根光缆内，并由此可以减少系统成本近1/3。二、分析了外场实验数据，给出了入侵振动和噪声信号的特征，根据实际信号特征与低信噪比情况下能量检测器的检测概率低的问题，利用信号时－频域中的小波多尺度分析理论，提出了提取小波细节d7频段信号的能量幅值进行阈值检测的信号检测方案。利用此方案可以提高输出信噪比10dB以上。三、在小波多尺度分析方法的基础上，构造了信号在时－频域的方差特征向量，提出了根据特征向量的不同识别各种引起光缆振动的不同激励的“尺度－方差”信号识别方法。利用该识别方法可以清晰地区分各种激励。四、通过对相关时延法、自适应时延估计的原理和计算方法进行了分析和研究，并结合小波阈值滤波技术，提出了分布式光纤周界安防系统的相关时延法和自适应时延估计定位方法。该方法提高了系统输出信号的信噪比和定位精度。五、根据课题的设计指标和本文提出的理论方法，研制了分布式全光纤周界安防系统样机，并进行了外场实验。试验结果验证了本文所提出的模型和方法的有效性。