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针对激光远程微振动测量中信号强度弱，外部杂散光、大气喘流、测量电路自身噪声等干扰，难以提取目标微弱振动产生的极微弱波动信号的问题；提出采用差分波动功率检测、零差斩波放大、领域平均法平滑滤波以及噪声模型预测的联合降噪方法。在检测电路设计中，针对单个传感器易受外部光线干扰，且灵敏度低的问题，采用双传感器差分式检测方式，抑制外部杂散光，提高检测灵敏度；使用交流耦合方式，抑制探测器受光后产生的近似热耦效应的影响。由于系统内部噪声覆盖整个信号频谱，大气喘流等声信号的强烈干扰，在电路去噪的基础上，采用平滑滤波及噪声模型预测的联合降噪方法，提出了实时噪声估计自适应频域对消算法，实现微弱振动信号的增强。实验结果表明，采用上述去噪方法，在激光远程振动测量中对微弱信号的检测信噪比和检测灵敏度均有较大提高。