光纤传感器具有体积小、耐腐蚀、不受电磁干扰、全光远距离测量等独特的优点，已得到充分研究，且进入工程应用阶段。光纤光栅(FBG)传感器由于制作成本低廉、易于复用、可对温度、应变等多种物理量传感等优点，得到了广泛的应用。而分布式光纤扰动传感技术具有灵敏度高、定位精度高、敷设方式简单、无电传感等优点，在周界安防、建筑物安全监测等领域有广阔的应用前景。本文面向应用需求，对光纤光栅温度传感系统和分布式光纤干涉型扰动传感与定位系统展开理论、实验与工程应用研究，具有重要的理论与实际意义。　　 第二章针对FBG传感系统实用化关键技术，以提高FBG传感器波长解调精度为核心，重点分析了系统中各类光学器件对传感精度的影响。在此基础上，提出了双路反馈补偿式FBG解调技术，采用补偿光源和可调谐滤波器提高了传感系统精度。提出了基于斜率极值的FBG解调算法和多步长扫描策略，系统扫描频率提高了1倍。设计了FBG高温阵列传感系统，研制出系统样机，通过了江苏省计量科学研究院的检测，系统测温精度达±0.5℃，温度检测上限达到200℃，己用于行波管管壳温度的分布式检测，满足了应用需求。　　 第三章针对FBG传感器工程应用需求，深入研究FBG传感网关键技术。从FBG传感网络生存性保证的角度出发，提出了FBG扇形子网模型。分析了该模型中不同结构的主、从节点以及传感支路的自愈性，讨论了该模型对传感系统功率代价、功率平衡和实时性影响。在此基础上，讨论了扇形子网的扩展性，提出了专用反馈回路结构，平衡了各子网间传送的光功率。提出了分级扩展式FBG网络结构以及相应的支路调度模型和算法，提高了系统容纳传感支路数，实现了对突发传感任务的实时响应。以上结果为FBG传感网提供了可行的工程应用方案。　　 第四章基于光时域反射以及干涉技术，提出了窄带连续波双向干涉型分布式光纤扰动传感与定位光路，建立了扰动传感与定位模型和实验系统，验证了系统功能，发现了传感信号的频率盲点。在此基础上，提出了改进型光路，通过动态改变光纤延迟线的长度，实现了对0.5 Hz～20 kHz全频域扰动信号传感。提出了双波长连续波单向白光干涉型分布式光纤扰动传感与定位光路，分析了该系统传感、扰动定位机理和频域响应特性，基于双波长信道，有效降低了系统噪声和偏振态的影响。研制了系统样机，搭建了实验系统，通过了实验验证。实验结果表明，该系统可检测出小于1 mg/em的线压力，传感距离长达50km。　　 第五章以分布式光纤扰动传感与定位技术工程应用为目标，面向周界安防需求，研制分布式光纤周界安防工程系统。从系统构成、本底噪声、光缆敷设、布防区域内自然环境影响、不同类别入侵信号等方面开展传感信号与性能分析，设计并实现了实用化光纤周界安防示范系统。试验了不同型号传感光缆的性能差异以及自然环境对示范系统的影响，确定了传感光缆型号。针对不同形式、不同位置的入侵扰动，提出并实验对比了四种定位算法，确定了包络积分法的定位精度与传感距离最佳。示范系统通过了北京圣涛平试验工程技术研究院的检测认证，传感距离≤50 km，定位精度≤±50 m。该示范系统还实现了特定位置语音监听功能。　　 最后给出全文总结，并提出进一步开展工程研究的具体建议。