因此对于长度为L的S-codes，可以推导出它的码型增益为
[0026] 从而，可以使系统的信噪比相应的提升为原来的" +^/2#倍。
[0027] 对于S-codes编码，当S矩阵的阶数增加时，解码时间变长，使系统的测量时间增 加，本发明采用适当的S矩阵的阶数，在数据处理端解码采集到的数据之后再利用小波变 换技术进行去噪处理，可以大大节省一次测量的时间。
[0028] 小波阈值收缩法去噪分以下三步：
[0029] 1)计算含噪信号的正交小波变换。对于长度为N的含噪信号X，，不妨设N= 2\利用正交小波变换的快速算法获得低分辨率L(0彡L<J)下的尺度系数{vuk，k= 1，. . .，2;}，及各分辨率下的小波系数{w# j = L，L+l，. . .，J-l，k=1，. . .，2j}，其中尺度系 数和小波系数共N。在处理边界时，常采用周期延拓方法。
[0030] 2)对小波系数进行非线性阈值处理。为保持信号的整体形状不变，保留所有的低 频系数'k，k= 1，...，2匕
，对每个小波系数，采用硬阈值方法进行处 理：
[0032]S卩，把含噪信号的小波系数的绝对值与所选定的阈值λ进行比较，小于等于阈值 的点变为零，大于阈值的点保持不变。
[0033]3)进行逆小波变换。由所有低频尺度系数，以及经由阈值处理后的小波系数做逆 小波变换进行重构，得到恢复的原始信号的估计值。
[0034] 最后，由此获得被测量场出现的突变峰来判断损伤出现的位置。
[0035] 测量开始时，激光器1的输出频率设置为fc= 193. 41ΤΗζ(对应波长为1550nm)， 计算机发出指令启动频率综合器14开始扫频，同时启动脉冲信号发生器15输出脉冲宽度 为10~100ns，频率为10kHz~100kHz按S矩阵编码的脉冲信号，编码的阶数可以取3~ 255阶，以3阶编码为例，首先输入第一组序列的脉冲光信号其形式如图3(a)所示，计算机 18记录脉冲信号发生器15发出脉冲信号的时间，此时间为测量开始时间，传感光纤19的 受激布里渊频移量&为9~11GHz，频率综合器14的中心频率设为fB，扫频范围为100~ 300MHz，频率步进为0. 1~0. 3MHz，设定频率综合器14的初始频率，该微波信号经第三调制 器9之后再经过第二光滤波器10滤波，保留下边带信号，然后被图3 (a)所示的脉冲信号通 过第四调制器11调制后作为脉冲光依次进入到传感光纤19中，传感光纤19另一端输入能 使受激布里渊线宽窄化的三个栗浦信号，编码的脉冲光信号依次沿着传感光纤19传播，第 一组序列的脉冲光信号在传感光纤19中传播时，在光电探测器16的接收端会接收到携带 受激布里渊散射信息的光信号，经数据采集卡17送入到计算机18中，保持频率综合器14 的频率值，依次输入3阶S矩阵编码剩余的脉冲光信号见图3 (b)和3 (c)，将探测到的这些 信号在计算机18中解码得到沿光纤长度上各点的光强，然后在计算机18中对解码得到的 响应进行小波变换处理，便完成一次扫频测量。接着按频率综合器14设置的频率步进值依 次按照上述编码和小波变换处理的过程完成各个频率点的扫频测量，最后得到传感光纤19 沿长度方向上各点的光强随频率值的变化曲线，通过洛伦兹拟合可以得到布里渊增益达到 最大值时的频率，最大频率值就是光纤受激布里渊频移量，由于应变和频移量呈线性关系， 进而确定应变的大小，同时，计算机18通过脉冲信号发生器15发出脉冲的时间和增益谱峰 值出现的时间差可以判断应变发生的位置，便可以实现对应变的定位。
[0036] 本发明通过采用三个栗浦信号实现光纤受激布里渊散射增益谱线宽窄化处理，提 高B0TDA应变测量系统的精度；采用脉冲编码和小波变换技术相结合提高信噪比，进而提 高测量精度、缩短测量时间。
【附图说明】
[0037] 图1:高性能B0TDA应变测量系统示意图；
[0038] 图2:受激布里渊散射谱窄化处理过程示意图；
[0039] 图3 :三阶编码的脉冲光信号；
[0040] 图4 :单独采用S编码时不同编码阶次对应的响应曲线；
[0041] 图5 :S编码和小波变换相结合时不同编码阶次对应的响应曲线。
【具体实施方式】
[0042] 实施例1:
[0043] 选用Santee公司的TSL-510可调激光器作载波光源，激光器1的波长范围为 1510nm~1630nm波长，设定波长为1550nm(对应频率为fc= 193. 41THz);第一调制器 3、第二调制器5、第三调制器9和第四调制器11均为Photline公司的MXAN-LN-40,带宽 为32GHz ;第一光滤波器4和第二光滤波器10为Santee公司的可调谐光滤波器，型号为 0TF-950,波长调谐范围为1548nm到1552nm，线宽小于10GHz ;光放大器6为中兴通讯有限 公司的掺铒光纤放大器，波长范围为1530~1565nm，放大倍数大于35倍；第一微波信号 源20和第二微波信号源21为安捷伦公司的8257D ;频率综合器14为成都仁健微波技术 有限公司的RJUFS020180-1K，输出频率范围为2-18GHZ ;脉冲信号发生器15为安捷伦公司 81131A，频率范围为1Ηz-400ΜΗζ ;光电探测器16为泰克公司的SD-48,带宽为35GHz ;传感 光纤19为长飞光纤光缆有限公司的光纤，受激布里渊增益线宽为ΓB=40MHz，布里渊频移 量fB= 10GHz，长度为500米，增益和损耗峰值系数为5 ;光隔离器8的隔离度大于40dB ;扰 偏器12为高光科技有限公司的P⑶-104 ;数据采集卡17为NI公司的PCI-5112数据采集 卡，采样频率为100MSPS。
[0044] 按图1连接好相应的仪器设备，开启仪器电源，激光器1的波长设定为1550nm，第 一微波信号源20的输出频率为20GHz，第二微波信号源21的频率设置为20MHz，光放大器6 的放大倍数设置为25倍，通过图1的101支路和201支路的作用，可以使受激布里渊谱的 线宽变窄到4. 14MHz。
[0045] 测量开始时，激光器1的输出频率设置为fe= 193. 41THz(对应波长为1550nm)， 计算机发出指令启动频率综合器14开始扫频，同时启动脉冲信号发生器15输出脉冲宽度 为l〇ns，频率为10kHz按S矩阵编码的脉冲信号，编码的阶数分别设置为3、7、15、61、63、 127、255阶，计算机18记录脉冲信号发生器发出脉冲信号的时间，此时间为测量开始时间， 光纤的受激布里渊频移量为10GHz，设定频率综合器14的初始频率为9. 9GHz，扫频范围为 200MHz，频率步进为0. 1MHz，这个9. 9GHz的微波信号经第三调制器9之后再经过第二光滤 波器10滤波，保留下边带信号f>9. 9GHz，然后被脉冲信号发生器15输出的按S矩阵编码的 脉冲信号通过第四调制器11调制后作为脉冲光依次进入到传感光纤19中，传感光纤19另 一端输入能使受激布里渊线宽窄化的三个栗浦信号，被S矩阵编码的脉冲光信号依次沿着 传感光纤19传播，第一组序列的脉冲光信号在传感光纤19中传播时，在光电探测器16的 接收端会接收到携带受激布里渊散射信息的光信号，经数据采集卡17送入到计算机18中， 保持频率综合器14的频率值9. 9GHz，按S矩阵编码的阶数依次输入剩余的脉冲光信号，将 探测到的这些信号在计算机18中解码得到频率为