Research on BOTDR measurement accuracy improvement based on two-dimensional image wavelet threshold denoising of brillouin gain spectrum

doi:10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2024.05.015

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Research on BOTDR measurement accuracy improvement based on two-dimensional image wavelet threshold denoising of brillouin gain spectrum

更新时间：2025-09-01

- Research on BOTDR measurement accuracy improvement based on two-dimensional image wavelet threshold denoising of brillouin gain spectrum
- Vol. 50, Issue 5, Pages: 619-625(2024)
- 作者机构：
  
  1. 1:太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室
  2. 2:太原理工大学电子信息与光学工程学院
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2024.05.015
  CLC： TP391.41
- Published：2024
- 稿件说明：
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Research on BOTDR measurement accuracy improvement based on two-dimensional image wavelet threshold denoising of brillouin gain spectrum[J]. 2024, 50(5): 619-625.
DOI：

Research on BOTDR measurement accuracy improvement based on two-dimensional image wavelet threshold denoising of brillouin gain spectrum[J]. 2024, 50(5): 619-625. DOI： 10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2024.05.015.

摘要

针对布里渊光时域反射仪(BOTDR)信号弱，噪声干扰造成的测量精度降低问题，提出基于布里渊增益谱二维图像小波阈值降噪方法实现BOTDR系统测量精度提升。分析了微波扫频法BOTDR测量原理及二维布里渊增益谱图像特征，设计了二维图像小波阈值降噪算法流程，搭建了微波扫频法BOTDR实验装置进行降噪性能验证，基于降噪性能对比确定了二维小波基函数、分解层数、阈值规则及阈值函数最优参数匹配方案。实验结果证明，使用二维图像小波阈值降噪算法，在累加平均500次条件下，降噪前后10km传感光纤末端变温区布里渊频移波动范围由±4.61MHz降至±2.59MHz

均方根误差由2.24MHz降至0.99MHz;降噪前后50km传感光纤末端变温区布里渊频移波动范围由±41.25MHz降至±2.83MHz

均方根误差由33.59MHz降至1.69MHz。研究表明，使用该降噪方案可有效提升BOTDR测量精度。

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