在双马赫曾德光纤周界安防系统中, 如何准确高效地实现模式识别仍是一项有待解决的难题。对此提出了一种基于短时傅里叶变换(STFT)与奇异值分解的模式识别方法, 实现了三种不同事件类型的准确识别。该方法包含三个步骤: 首先, 通过对干涉信号进行短时傅里叶变换得到时频信息,根据时频信息找到事件端点并进行滤波; 其次, 对时频信息进行奇异值分解, 根据奇异值的物理意义, 由不同行为的奇异值的特点定义特征向量; 最后, 用支持向量机的方法进行事件分类。为验证方法有效性, 搭建了2 km长的围栏系统进行实验验证。进行了攀爬围栏、敲击光缆、晃动围栏三种不同入侵模式下共360组实验, 每种入侵行为各120组得到了良好的识别结果(三种事件识别率均在90%以上), 提高了系统的信号处理速度, 有较高的实际应用价值。

为了消除基于双马赫-曾德尔干涉的分布式光纤传感系统中偏振退化和偏振相位漂移对定位性能的影响, 提出了一种结构简单、效率高的基于现场可编程门阵列(FPGA)的偏振控制方法。该方法采用偏振控制器反馈技术, 以两路光信号的反馈值作为控制函数, 结合改进的和声搜索(IHS)算法, 利用FPGA硬件并行结构和流水线技术快速实现算法迭代并控制偏振控制器调整偏振态。实验结果表明, 该方法能够在短时间内调整系统偏振态, 偏振控制时间约为0.7808 s, 系统的定位精度提高到±20 m以内, 有效地消除了偏振效应对定位性能的影响；另外以FPGA代替计算机作为系统的控制核心, 提升了数据处理速度, 缩短了偏振控制时间, 提高了系统集成度从而有利于实现偏振控制仪器的小型化。