CN109084816A - 一种光纤传感信号的抗偏振衰落报警算法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤光栅传感信号的抗偏振衰落方法及报警算法，首先使用三态偏振分集接收器接收两相邻光纤光栅反射回来的干涉信号，将偏振态不确定的干涉信号分成三路，再由系统的信号发生器调制形成每路三组移相光强信号。然后通过每路的三组移相光强信号在一段采样时间中相互比较求解三路移相光强信号干涉对比度的大小，确定三路移相光强信号中对比度最好的一路，再结合三步移相算法进行光纤传感器振动的相位解调。然后采用离散差分算法处理相位信号序列并设定报警的阈值，统计差分后离散差分信号超过阈值的数目判断是否报警。该判定干涉信号对比度的方法实时性强，准确性高；报警算法监测动态信号变化能力强、精度较高、抗环境干扰能力强。

Description

一种光纤传感信号的抗偏振衰落报警算法

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域，具体涉及一种光纤传感信号的抗偏振衰落报警算法。

背景技术

在我国，随着改革开放政策的深入实施，社会财富高速增加，国人同样对安全的需求愈来愈高，愈来愈广。国内周界安防产品最近几年将保持快速发展的态势，发展潜力巨大。

和传统的电子传感器相比，光纤光栅传感器光纤传感器具有尺寸小，重量轻，成本低廉，抗电磁干扰，灵敏度高，安全可靠，耐腐蚀，可进行分布式测量，易于组网等诸多优点，已经广泛应用于对温度，振动，应力等参量的测量。

在实际工作中，系统从传感光纤上接收到的信号包括入侵振动信号、扰动信号和噪声信号。对三种信号的报警判断常见的三种信号分析算法分别为：统计算法、信息熵算法和FFT分析算法。

统计算法主要从信号幅度和信号持续时间两方面来区分入侵信号和噪声信号。当外力作用在传感光纤上，系统接收到的入侵信号幅度有明显变化，且持续时间相对较长，而噪声信号幅度相对较小，且幅度持续时间长。该算法关键在于设置合理的脉冲下限阈值，若阈值合理，可有效区分三种信号。为取得合理的下限阈值，需要进行大量的实地测试，获得一手数据，进而分析得到相对合理的阈值；信息熵是信息论中用于度量信息量大小的一个概念，信息量越大，其熵值也就越大。可以用信息熵来衡量信号，统计采集的信号量在各个区间的分布情况，进而可计算出该信号的信息熵，熵值越大，信号所含信息量也就越多。通过信号的信息熵，即该信号所含的信息量，作为判定入侵的依据。统计算法和信息熵算法都是在时域进行分析，其中统计算法更多是针对不同信号的脉冲形状进行统计，而信息熵则是根据信号不同区间的概率分布得到的，与采样值之间并无直接关系，在区分入侵信号和扰动信号上效果更好；FFT是快速离散傅里叶变换，可以将信号从时域变换到频域，当信号在时域很难分辨其特征时，变换到频域上则容易区分。

中国专利《基于移相信号调制的光纤光栅传感调制解调方法及装置》(CN107290042A)中，信号系统解调光强相位时，直接采集从环形器3端口传出的干涉光强信号进行三步移相法的求解，再经解包后得到干涉信号的相位信息。在此过程中，由光纤光栅组返回干涉光强信号的偏振方向是不确定的，由探测器直接接收会导致信号强度差的情况，严重时会采集不到光强信号影响后续的解调过程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光纤传感信号的抗偏振衰落报警算法，解决了数据采集模块接收到环形器输出的干涉光强信号弱的缺点、实现了对不确定偏振态干涉信号的采集；简化了并实现了实时性强、抗环境干扰能力强、准确度较高的报警算法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种光纤传感信号的抗偏振衰落报警算法，方法步骤如下：

步骤1、打开激光光源，使出射光依次经过隔离器、光开关和相位调制器。其中，信号发生器分别与光开关和相位调制器连接，由信号发生器产生脉冲信号作用于光开关，产生连续光脉冲，作用于相位调制器，产生连续相位脉冲调制。形成经相位调制的激光脉冲光束；经过相位调制的激光脉冲光束进入环形器的第 1端口，通过其第2端口进入熔接的光纤光栅组。光纤光栅组可以感应环境的振动信号，而当脉冲光束透过光纤光栅组中的不同光纤光栅时，均有部分脉冲光束返回环形器，相邻两光纤光栅反射的信号在环形器中产生干涉，接着从环形器第 3端口输出干涉信号。

步骤2、相邻两个光纤光栅产生的干涉光强信号I(t)表达式如下：

其中，合相位 为初始相，为漂移相，表示振动信号相，A、B均为常数。为相位调制器产生的0、的三路光强信号的相位间隔，代入得到新的三路干涉光强信号I(n)如下式：

即：

采用三态偏振分集接收器接收从环形器3端口出射的偏振态不确定的干涉信号，并将其分成新的三路干涉信号，每一路干涉信号都包含三组上述的干涉光强信号；三路干涉信号通过三个光电探测器转换为三路光强电信号，数据采集模块采集光强电信号，并将其送入数据处理模块；数据处理模块通过标定相位调制信号和接收信号的延时，最终得到相邻两个光纤光栅发生干涉后产生三路共九组移相光强信号I₁₁、I₁₂、I₁₃、I₂₁、I₂₂、I₂₃、I₃₁、I₃₂、I₃₃。

步骤3、设第一路的三组移相光强信号分别为I₁₁，I₁₂，I₁₃，则|I₁₁-I₁₂|为 B₁[cos(θ)+sin(θ)]，|I₁₁-I₁₃|为2B₁sin(θ)，|I₁₂-I₁₃|为B₁[cos(θ)-sin(θ)]；将|I₁₁-I₁₂|，|I₁₁-I₁₃|，|I₁₂-I₁₃|中的最大项记作I_max1；以同样的方式求出第二路的I_max2及第三路的I_max3。

在同一时刻下，I_max1、I_max2及I_max3三者同时为B_i[cos(θ)+sin(θ)]、 2B_isin(θ)或B_i[cos(θ)-sin(θ)]中的某一项(其中i＝1，2或3)；在某一时刻，若I_max1、I_max2及I_max3分别为B₁[cos(θ)+sin(θ)]、B₂[cos(θ)+sin(θ)]、 B₃[cos(θ)+sin(θ)]，则比较I_max1、I_max2及I_max3的大小即可得出B₁、B₂、B₃的大小；以同样的方式可以比较不同时刻下B_i值的大小，将B_i值最大的一路信号确定为对比度最大的一路移相光强信号。

步骤4、选取对比度最大的一路移相光强信号记作I₁、I₂、I₃，再进行三步移相法的求解并解包得到相位信号，相位信号包含了时域上相位的信息，相位信号进行前向差分计算得到离散差分信号，离散差分信号反应了相位信号的变化信息，其中变化较大的信号段表明环境中存在扰动信号；通过采集计算各种环境下的离散差分信号进行信号阈值T_min的设定，将一段时间内采集的数据进行一次离散差分信号超出阈值点数量的统计，当穿越阈值点的数量超过额定值时进行报警。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

(1)利用三态偏振分集接收器获取从环形器输出的偏振态不确定的干涉信号，实现了对所述干涉信号的接收，使接收端总能接收到偏振态不确定的干涉信号。

(2)采用每一路三组移相光强信号在一段采样时间中相互比较，通过对比相同乘法因子的光强振幅系数确定了三路信号中对比度最强的一路移相光强信号。所获取的移相光强信号即为后续计算中三路信号的最佳一路，且算法简便、实时性高、稳定性强。

(3)通过差分算子处理经三步移相法获得的离散差分信号，获得了表征相位信号变化率十分明显的数据，为判断环境中是否存在报警因素提供了计算上与可视化的明显数据。运用离散差分算法可满足系统的时效性、快速的处理相位信号序列。

(4)根据不同情况下采集的离散差分信号进行阈值的设定能满足使用过程中对报警信号的准确判断又可排除环境噪声的影响，保证了系统的准确性减小误报率。

(5)使用阈值穿越点算法统计离散差分信号穿越阈值的个数可以避免计数上的混淆，通过设定一段时间内的阈值穿越点个数进行报警判断，此方法可以通过设定触发报警的额定穿越点数量有效控制报警的灵敏度。

附图说明

图1为本发明的一种光纤传感信号的抗偏振衰落报警算法的系统结构示意图。

图2为算法的系统流程图。

图3为本发明中三态偏振分集接收器接收到某一路中干涉信号通过信号发生器调制的三组相位间隔为0、的干涉光强信号图。

图4为本发明中将某一路移相光强信号的|I₁₁-I₁₂|，|I₁₁-I₁₃|，|I₁₂-I₁₃|中最大项记作I_max1，以同样的方式求出其他两路的I_max2及I_max3后三者的比较图。

图5为本发明中判断出三路移相光强信号中对比度最好的一路移相光强信号后，将其采用三步移相法恢复相位信息解包后的相位信号图。

图6为本发明中将对比度最好一路相位信号序列处理后得到的离散差分信号图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

本发明是在中国专利《基于移相信号调制的光纤光栅传感调制解调方法及装置》(CN107290042A)基础上，在采用三步移相法解调相位信号之前使用三态偏振分集接收器接收偏振态不确定的干涉信号，将其分成三路后通过判断移相光强信号对比度最佳的一路确定信号强度最好的一路移相光强信号进行后续的解调工作。将该路移相光强信号采用三步移相法解调后再将其进行前向差分处理，最终获得时域上的离散差分信号，根据离散差分信号设定阈值并判断报警条件。

步骤1、结合图1，一种光纤传感信号的抗偏振衰落报警算法的系统搭建如下：

将激光光源的输出端与隔离器的输入端相连，接着将隔离器的输出端连接光开关的输入端，将光开关的输出端与相位调制器的输入端相连，再相位调制器的输出端与环形器的1号端口相连。对于环形器，将其2号端口熔接光纤光栅组，将其3号端口与三态偏振分集接收器的输入端连接，将三态偏振分集接收器的三个输出端分别与三个光电探测器的输入端相连，三个光电探测器的输出端共同与数据采集模块的输入端连接，最后将数据采集模块的输出端与数据处理模块的输入端连接。其中信号发生器的输出端分别与光开关和相位调制器的控制端口相连，调控二者的作用时间。

打开激光光源1，激光光源发出的光依次经过隔离器2、光开关3和相位调制器4。其中，信号发生器7分别与光开关3和相位调制器4连接，由信号发生器7产生脉冲信号作用于光开关3，产生连续光脉冲，作用于相位调制器4，产生连续相位脉冲调制。形成经相位调制的激光脉冲光束；经过相位调制的激光脉冲光束进入环形器5的第1端口，通过其第2端口进入熔接光纤光栅组6的光纤。当光纤光栅组6感应振动时，脉冲光束透过光纤光栅组6中的不同光纤光栅时，均有部分脉冲光束返回环形器5。使用三态偏振分集接收器8接收所述干涉信号，并通过所述三态偏振分集接收器8将偏振态部确定的干涉信号分成三路，共形成新的三路干涉信号。干涉信号通过光电探测器9转换为三路光强电信号。数据采集模块10采集来自9光强电信号，最终将其送入数据处理模块11。光纤光栅组可以感应环境的振动信号，而当脉冲光束透过光纤光栅组中的不同光纤光栅时，均有部分脉冲光束返回环形器，相邻两光纤光栅反射的信号在环形器中产生干涉。

步骤2、环形器熔接的光纤光栅组中的各光纤光栅间隔保持相同，根据数据处理模块将每两个相邻的光纤光栅产生的三路共九组移相光强信号，通过设定的数据结构将不同移相光强信号加以区分，确保各信号间不相互混杂、不相互干扰。相邻两个光纤光栅产生的干涉光强信号I(t)表达式如下：

其中，合相位 为初始相，为漂移相，表示振动信号相，A、B均为常数；为相位调制器产生的0、三路光强信号的相位间隔，代入得到新的三路干涉光强信号I(n)如下式：

即：

使用三态偏振分集接收器接收I(n)，由于此过程中干涉光束的偏振态不确定，于是采用三态偏振分集接收器接收从环形器3端口出射的偏振态不确定的干涉信号并分成三路，继而采用三个光电探测器接收三态偏振分级接收器输出的三组偏振态不确定的干涉信号，采用这种方法确保了三个光电探测器至少有1个能接收到干涉信号进行下一步的解算。同时光电探测器将采集到的干涉信号转换为三路光强电信号，数据采集模块采集光强电信号，最终将其送入数据处理模块；数据处理模块通过标定相位调制信号和接收信号的延时，获取相邻两个光纤光栅发生干涉后产生三路共九组移相光强信号I₁₁、I₁₂、I₁₃、I₂₁、I₂₂、I₂₃、I₃₁、I₃₂、I₃₃，其中，第一路中三组移相光强信号如图3所示。

步骤3、结合图2所示算法的系统流程图，设第一路的移相光强信号分别为 I₁₁，I₁₂，I₁₃，则|I₁₁-I₁₂|为B₁[cos(θ)+sin(θ)]，|I₁₁-I₁₃|为2B₁sin(θ)，|I₁₂-I₁₃| 为B₁[cos(θ)-sin(θ)]。设第二路的移相光强信号分别为I₂₁，I₂₂，I₂₃，则|I₂₁-I₂₂| 为B₂[cos(θ)+sin(θ)]，|I₂₁-I₂₃|为2B₂sin(θ)，|I₂₂-I₂₃|为B₂[cos(θ)-sin(θ)]。设第三路的移相光强信号分别为I₃₁，I₃₂，I₃₃，则|I₃₁-I₃₂|为B₃[cos(θ)+sin(θ)]， |I₃₁-I₃₃|为2S₃sin(θ)，|I₃₂-I₃₃|为B₃[cos(θ)-sin(θ)]。将 |I₁₁-I₁₂|，|I₁₁-I₁₃|，|I₁₂-I₁₃|中的最大项记作I_max1，将 |I₂₁-I₂₂|，|I₂₁-I₂₃|，|I₂₂-I₂₃|中的最大项记作I_max2,，将 |I₃₁-I₃₂|，|I₃₁-I₃₃|，|I₃₂-I₃₃|中的最大项记作I_max3。在同一时刻下，I_max1、 I_max2及I_max3三者同时为B_i[cos(θ)+sin(θ)]、2B_isin(θ)或B_i[cos(θ)-sin(θ)]中的某一项(其中i＝1，2或3)。例如在某一时刻，I_max1、I_max2及 I_max3分别为B₁[cos(θ)+sin(θ)]、B₂[cos(θ)+sin/(θ)]、B₃[cos(θ)+sin(θ)]，则比较I_max1、I_max2及I_max3的大小即可得出B₁、B₂、B₃的大小；以同样的方式可以比较不同时刻下B_i值的大小，将B_i值最大的一路信号确定为对比度最大的一路移相光强信号。其中，某两相邻光纤光栅三路移相光强信号比较过程按照上述步骤如图4所示。

步骤4、选取对比度最大的一路移相光强信号记作I₁、I₂、I₃，再进行如下式所述的三步移相法的相位求解：

将求得的相位解包后获得时域上的相位信号θ。其中，恢复出的相位信号θ如图5所示。将一段时间采集的相位信号θ构成的序列设为设为数组{x_n}，定义差分算子Δ：Δx_n＝x_n+1-x_n为在n处的前向差分，将求得的相位信号序列进行前向差分算子处理获得离散差分信号，某一段差分信号如图6所示。该信号反应了相位信号序列的变化信息，其中变化较大的信号段表明环境中存在扰动信号。采集不同环境下的相位信号序列，将相位信号序列差分处理后获取离散差分信号并设定合适的阈值T_min，排除环境中轻微扰动的影响、减少系统误报率，设定阈值后统计一段时间内差分信号超出阈值的个数，当超出阈值的个数较多时触发报警。

实施例1

结合图1至图6，一种光纤传感信号的抗偏振衰落报警算法，实验测试了某光纤光栅传感器的振动信息，两光栅光纤间距为24m，采样时间为22s，激光脉冲周期和相位调制脉冲的频率为1MHz，一个周期内相位调制的脉冲宽度为160ns，其选择光强信号及报警算法实现步骤为：

步骤1、结合图1，打开激光光源1并让测试人员在熔接了光纤光栅组6的光纤附近走动，使得光纤光栅组6感应振动，激光光源1发出的光依次经过隔离器2、光开关3和相位调制器4，信号发生器7产生频率为1MHz的高速脉冲信号，其作用于光开关3，产生连续激光脉冲，同时向相位调制器4提供间隔为π/2的相位调制，形成经相位调制的激光脉冲光束，经过相位调制的激光脉冲光束进入环形器5第1端口，通过第2端口进入熔接光纤光栅组6的光纤，经光纤光栅组 6反射后，在环形器5中产生干涉信号，光电转换器8接收干涉信号。数据采集模块9采集由光电转换器8产生的光强电信号，并将其送入数据采集模块10，数据采集模块10将信号传输至数据处理模块11，数据处理模块通过标定相位调制信号和接收信号的延时，来获取三路移相光强信号。

步骤2、保持环形器熔接的光纤光栅组中的各光纤光栅间隔保持相同且为 24m。干涉光强信号I(n)如下式：

即：

使用三态偏振分集接收器接收I(n)，同时光电探测器将采集到的干涉信号转换为三路光强电信号，数据采集模块采集该光强电信号，最终将其送入数据处理模块。数据处理模块通过标定相位调制信号和接收信号的延时，获取相邻两个光纤光栅发生干涉后产生三路共九组移相光强信号I₁₁、I₁₂、I₁₃、I₂₁、I₂₂、I₂₃、I₃₁、 I₃₂、I₃₃。

步骤3、将第一路的移相光强信号用I₁₁，I₁₂，I₁₃来表示，三组移相光强信号局部放大图如图3所示，图中三种不同线型分别代表相位间隔为π/2的三组移相光强信号。分别计算|I₁₁-I₁₂|、|I₁₁-I₁₃|、|I₁₂-I₁₃|。接下来将求出的 |I₁₁-I₁₂|、|I₁₁-I₁₃|、||I₁₂-I₁₃|中的最大项记作I_max1。以同样的方式求出第二路对应的I_max2与第三路对应的I_max3，图4中的三种线型绘制的曲线分别代表了 I_max1、I_max2、I_max3。从图中可以看出I_max3所代表一路的移相光强信号对比度最大，在此段信号中I_max1、I_max2及I_max3的最大值分别为37、78、183；均值分别为22.3684、46.9813、110.0440。根据前文所述三路移相光强信号的选取方法，选择I_max3代表的一路移相光强信号进行后续的相位解算，故将此路信号作为后期解算相位的数据。

步骤4、选取I_max3所代表一路中的三组移相光强信号分别记作I₁、I₂、I₃，此为对比度最强的一路移相光强信号。接着根据三步移相算法进行相位的解算，三步移相法如下式：

将求得的相位解包后获得时域上的相位信号。其中，恢复出的相位信号如图 5所示。将一段时间采集的相位信号序列设为数组{x_n}，定义差分算子Δ：Δx_n＝x_n+1-x_n为在n处的前向差分，将求得的相位信号序列进行前向差分算子处理获得离散差分信号。该信号反应了相位信号序列的变化信息，其中变化较大的信号段表明环境中存在扰动信号。

采集不同环境下的相位信号序列，将相位信号序列差分处理后设定合适的阈值T_min，阈值的设定应排除环境中轻微扰动的影响、减少系统误报率。将一段时间内采集的数据进行一次信号超出阈值点数量统计，当穿越阈值点的数量超过额定值时进行报警。图6所示为将相位信号序列进行前向差分处理后得到的离散差分信号，图示为传感系统附近有人走动的测试信号，实际采样中可以采集各种环境噪声信号以及规定的报警信号，根据多组采集信号设定报警的阈值，例如实施例中的报警下限阈值可以选定为±0.5，之后统计差分信号超出阈值的个数，根据理想的系统灵敏度要求设定额定阈值穿越点数量，每隔一段时间统计穿越点的数量与额定数量比较，判断是否报警。

本实施例通过一系列的措施实现了对相位振动信号的测量。最终求得的离散差分信号图，波动较大处为测试员跨过光纤时产生，离散差分信号的幅度与测试员实际走动情况吻合，反映出该光纤光栅信号选取及报警算法准确的探测出工作范围内的振动信号变化，表明该方法实时性高、可操作性强、测量精度较高、抗环境干扰能力强。

Claims (7)

1.一种光纤传感信号的抗偏振衰落报警算法，其特征在于，方法步骤如下：

步骤1、打开激光光源，使出射光依次经过隔离器、光开关和相位调制器；其中，信号发生器分别与光开关和相位调制器连接，由信号发生器产生脉冲信号作用于光开关，产生连续光脉冲，作用于相位调制器，产生连续相位脉冲调制；形成经相位调制的激光脉冲光束，经过相位调制的激光脉冲光束进入环形器的第1端口，通过其第2端口进入熔接的光纤光栅组；光纤光栅组感应环境的振动信号，而当脉冲光束透过光纤光栅组中的不同光纤光栅时，均有部分脉冲光束返回环形器，相邻两光纤光栅反射的信号在环形器中产生干涉，接着从环形器第3端口输出干涉信号；

步骤2、相邻两个光纤光栅产生的干涉光强信号I(t)表达式如下：

其中，合相位 为初始相，为漂移相，表示振动信号相，A、B均为常数；为相位调制器产生的0、三路光强信号的相位间隔，代入得到新的三路干涉光强信号I(n)如下式：

即：

采用三态偏振分集接收器接收从环形器3端口出射的偏振态不确定的干涉信号，并将其分成新的三路干涉信号，每一路干涉信号都包含三组上述的干涉光强信号；三路干涉信号通过三个光电探测器转换为三路光强电信号，数据采集模块采集光强电信号，并将其送入数据处理模块；数据处理模块通过标定相位调制信号和接收信号的延时，最终得到相邻两个光纤光栅发生干涉后产生三路共九组移相光强信号I₁₁、I₁₂、I₁₃、I₂₁、I₂₂、I₂₃、I₃₁、I₃₂、I₃₃；

步骤3、设第一路的三组移相光强信号分别为I₁₁，I₁₂，I₁₃，则|I₁₁-I₁₂|为B₁[cos(θ)+sin(θ)]，|I₁₁-I₁₃|为2B₁sin(θ)，|I₁₂-I₁₃|为B₁[cos(θ)-sin(θ)]；将|I₁₁-I₁₂|，|I₁₁-I₁₃|，|I₁₂-I₁₃|中的最大项记作I_max1；以同样的方式求出第二路的I_max2及第三路的I_max3；

在同一时刻下，I_max1、I_max2及I_max3三者同时为B_i[cos(θ)+sin(θ)]、2B_isin(θ)或B_i[cos(θ)+sin(θ)]中的某一项(其中i＝1，2或3)；在某一时刻，若I_max1、I_max2及I_max3分别为B₁[cos(θ)+sin(θ)]、B₂[cos(θ)+sin(θ)]、B₃[cos(θ)+sin(θ)]，则比较I_max1、I_max2及I_max3的大小即可得出B₁、B₂、B₃的大小；以同样的方式可以比较不同时刻下B_i值的大小，将B_i值最大的一路确定为对比度最大的一路移相光强信号；

步骤4、选取对比度最大的一路移相光强信号记作I₁、I₂、I₃，再进行三步移相法的求解并解包得到相位信号，相位信号包含了时域上相位的信息，相位信号进行前向差分计算得到离散差分信号，离散差分信号反应了相位信号的变化信息，其中变化较大的信号段表明环境中存在扰动信号；通过采集计算各种环境下的离散差分信号进行信号阈值T_min的设定，将一段时间内采集的数据进行一次离散差分信号超出阈值点数量的统计，当穿越阈值点的数量超过额定值时进行报警。

2.根据权利要求1所述的光纤传感信号的抗偏振衰落报警算法，其特征在于：所述步骤2中，采用三态偏振分集接收器接收由环形器3端口传输出来的不同偏振方向的干涉信号，再将其分成三路，使三态偏振分集接收器中三个偏振方向的接收器至少有1个能确保接收到干涉信号进行下一步的解算。

3.根据权利要求1所述的光纤传感信号的抗偏振衰落报警算法，其特征在于：所述步骤2中，各光纤光栅的间隔保持相同，根据数据处理模块将每两个相邻的光纤光栅产生的三路共九组移相光强信号，通过设定的数据结构将不同移相光强信号加以区分，确保各信号间不相互混杂、不相互干扰。

4.根据权利要求1所述的光纤传感信号的抗偏振衰落报警算法，其特征在于：所述步骤4中，根据三步移相算法，解得相位信号θ：

其中，对比度最大的一路信号中的三组移相光强信号依次为I₁、I₂、I₃。

5.根据权利要求1所述的光纤传感信号的抗偏振衰落报警算法，其特征在于：所述步骤4中，将一段时间采集的相位信号θ构成的序列设为数组{x_n}，定义差分算子Δ：Δx_n＝x_n+1-x_n为在n处的前向差分，将相位信号序列进行前向差分算子处理获得离散差分信号，根据采集到的不同情况下的相位信号序列进行判断，最终设定报警阈值。

6.根据权利要求5所述的光纤传感信号的抗偏振衰落报警算法，其特征在于：采集不同环境下的相位信号序列，将相位信号序列差分处理后设定合适的阈值T_min，排除环境中轻微扰动的影响、减少系统误报率，设定阈值后统计一段时间内离散差分信号超出阈值的个数，当超出阈值的个数较多时触发报警。

7.根据权利要求6所述的光纤传感信号的抗偏振衰落报警算法，其特征在于：超出阈值的个数是指差分数据超越阈值T_min点的数量，所述达到报警的额定超越数量根据环境条件设定。