分布式光纤传感技术因具有高灵敏度、抗电磁干扰和长距离连续探测等优点,被广泛用于周界安防、结构健康检测、地震波检测和海洋监测等领域。基于相位敏感光时域反射仪（Phase Sensitive Optical Time Domain Reflectometer,φ-OTDR）类型的分布式光纤传感系统对振动信号的相位信息特别敏感,能够通过相位解调来获得外界声振动信号,从而使该系统成为目前分布式光纤传感系统的研究热点。相位解调在该系统的波形恢复中起着关键性的作用,现有的解调方案存在成本高、难度大、系统复杂性高、稳定性差等问题。因此,本文主要调研了分布式光纤传感系统的相位解调方案技术现状,针对现有解调方案的缺点,设计提出了一种新的全数字化解调方案并通过理论分析和实验验证方案的可行性和准确性,集成了一套φ-OTDR系统并进行多种不同振动信号和入侵信号的测试来验证系统,具体工作如下:1.利用Lab VIEW软件,通过模拟标准波形及扰动信号,运用正交变换和低通滤波、反正切等方法来对I/Q正交相位解调方案进行仿真模拟,并分析了模拟正交解调中存在的问题,为提出新的数字化相位解调方案建立了基础。2.提出一种基于（Rayleigh Back Scattering,RBS）拍频信号交叉相干的φ-OTDR系统数字化相位解调方案,利用不同的后向散射拍频信号之间的模拟相干性,通过对采集到的拍频信号进行希尔伯特变换,模拟形成另外两路相邻脉冲具有一定相位差的正交信号,进行数字交叉相干方法来提取相位,在此基础上采用平滑、差分等方法优化相位解调过程。进一步搭建了φ-OTDR系统进行实验测试,高质量的恢复了信号波形,达到了10 km的传感距离和10 m的空间分辨率,验证了解调方案的可行性和解调信息的准确性,证明该方案能够简化系统的复杂性,降低成本。3.进一步集成了一套基于φ-OTDR的分布式光纤声传感系统,利用（Piezoelectric ceramic transducer,PZT）施加振动信号,测试了系统的性能,进行多种模拟振动测试,并利用集成后的系统对实际的模拟入侵信号进行检测,经过相位解调之后能够很好的将实际入侵信号恢复,在此基础上对典型的实际模拟入侵信号进行（Empirical Mode Decomposition,EMD）分解,分析了经过分解之后的入侵信号的规律,为之后建立模式识别奠定了基础。