高精度双Mach-Zehnder干涉仪干扰传感系统定位算法改进

"这篇研究论文提出了一种改进的高精度双Mach-Zehnder干涉仪干扰传感系统的定位算法。该算法结合了零交叉方法和基于Wiener滤波器与Gnn子减权函数（WG-GCC）的一般互相关来提取扰动信号，并估算时延，从而提高定位精度。实验表明，这种方法的定位误差可降低至±20米，比传统算法提高了十倍的精度，适用于实时围栏边界应用。" 文章详细内容: 在光学领域，Mach-Zehnder干涉仪（MZI）被广泛用于检测微小的物理变化，如位移、振动或扰动。双Mach-Zehnder干涉仪是一种双臂干涉系统，能够同时探测两个独立的干扰信号，从而提高测量的稳定性和精度。然而，对于高精度的干扰传感，传统的定位算法往往受到噪声和相关性的影响，导致定位误差较大。 论文中提出的改进定位算法首先利用零交叉方法，这是一种简单且有效的方法，通过寻找信号的零交叉点来确定最大零交叉率的扰动信号段。这种方法的优势在于可以快速地识别出具有显著特征的信号部分，从而减少了噪声的影响。 接下来，论文引入了基于Wiener滤波器的通用交叉相关（WG-GCC）技术来估计提取信号的时延。Wiener滤波器是一种统计最优滤波器，可以有效地抑制噪声，而Gnn子减权函数则进一步增强了对相关噪声的抑制能力。这种组合策略能够在存在噪声的情况下提供更准确的时延估计，这对于精确定位至关重要。 实验结果证实了该算法的优越性能。定位误差从传统算法的显著值降低到仅为±20米，这意味着定位精度得到了显著提升，达到了亚米级的水平。这一进步对于实时的围栏边界监测、地震活动监测、结构健康监测等应用具有重大意义，因为这些场景都要求高度精确的定位信息。 这篇论文提出的新定位算法通过结合高效的信号处理技术和优化的噪声抑制策略，显著提升了双Mach-Zehnder干涉仪干扰传感系统的定位精度，为实际应用提供了强大的理论支持和实践依据。这一成果预示着在高精度、实时监测领域有广阔的应用前景。