On the measurement accuracy of coherent Rayleigh-based distributed sensors

瑞利散射 估计员 光学 相(物质) 互相关 信噪比(成像) 噪音(视频) 测量不确定度 物理 分布式声传感 计算机科学 光纤传感器 光纤 数学 统计 人工智能 图像(数学) 量子力学
作者
Malak Galal,Suneetha Sebastian,Zhisheng Yang,Li Zhang,Simon Zaslawski,Luc Thévenaz
出处
期刊:Optics Express [Optica Publishing Group]
卷期号:29 (26): 42538-42538 被引量:11
标识
DOI:10.1364/oe.442790
摘要

The phase change of back-scattered light due to external perturbations is retrieved in coherent Rayleigh-based distributed sensors by estimating the frequency shift (FS) between the traces of different measurements. The uncertainty associated with the estimator, due to the presence of system noises, can lead to an inaccurate evaluation of the FS. Additionally, in coherent Rayleigh-based sensors, the calculation of the signal-to-noise ratio (SNR) from the jagged back-scattered intensity trace using the statistical estimators can cause an erroneous determination of the absolute value of the SNR. In this work, a method to accurately evaluate the non-uniform SNR caused by the stochastic variation of the back-scattered light intensity along the fibre is presented and validated. Furthermore, an analytical expression to evaluate the uncertainty in the FS estimation using one of the standard estimators, namely cross-correlation, is presented. A direct-detection frequency-scanned phase-sensitive optical time-domain reflectometer (φ-OTDR) is employed for the experimental verification of the expression as a function of two crucial system parameters: the SNR and the spatial resolution. The performance of various distributed sensing system configurations utilising cross-correlation for determining the FS occurring due to the external perturbations can be properly predicted hereafter with the aid of the analytical expression presented in this study.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
北夏发布了新的文献求助10
刚刚
lsh发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
舒心的雪珍完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
lmsxg完成签到,获得积分10
2秒前
椰奶西瓜完成签到,获得积分10
2秒前
暮鼓发布了新的文献求助10
2秒前
blame完成签到,获得积分10
2秒前
豆豆完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
HUCAI完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
逍遥发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
yuanyingge完成签到,获得积分10
3秒前
布洛芬完成签到,获得积分10
3秒前
shiyin完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
鱼儿想游发布了新的文献求助10
4秒前
Susanx发布了新的文献求助10
4秒前
田様应助王小帅ok采纳,获得10
4秒前
万事顺意完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
姜汐发布了新的文献求助20
5秒前
5秒前
科研通AI6.2应助vigorous采纳,获得10
5秒前
Aintzane完成签到 ,获得积分10
5秒前
JNuidcyk完成签到,获得积分10
6秒前
sunrase发布了新的文献求助10
7秒前
J_C_Van完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
仔仔完成签到 ,获得积分10
7秒前
研友_VZG7GZ应助小番茄采纳,获得10
8秒前
8秒前
zsping发布了新的文献求助10
8秒前
高分求助中
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
久松真一著作集〈第5巻〉禅と芸術 500
Fundamentals of Modern Mathematics: A Practical Review (Dover Books on Mathematics) 500
Cold War Transcended: Australia's China Policy, 1949-1990 470
Cybercrime: The Transformation of Crime in the Information Age, 2nd Edition 400
Moore's Clinically Oriented Anatomy 10th Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6616599
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8381012
关于积分的说明 17929881
捐赠科研通 5785267
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2959590
邀请新用户注册赠送积分活动 1934804
关于科研通互助平台的介绍 1838937