船舶结构监测系统对船体进行长期监测与实时评估,是预防船舶在复杂多变的海洋环境下,由众多因素导致的结构性破坏的有效手段之一。但是船舶结构应力监测与评估系统研究处于发展的初级阶段,在实际工程中仍有许多缺陷。监测系统中采用的光纤光栅应变传感器虽然是一种较为成熟的传感器,但是其行业规范的不完善以及对其故障诊断研究的不足,导致在实际应用过程中存在较大的隐患。为了提高船舶结构监测系统的适用性与可靠性,本文研究了光纤光栅应变传感器的传感器特性、传感器故障诊断系统以及传感器温度补偿算法等,主要内容如下:首先,对光纤光栅应变传感器的特性从原理层面进行了研究,并针对不同种类的传感器进行了性能试验,确定了适用于船舶结构监测系统的高可靠性的传感器,结合传感器的复用方式,设计了应用于船舶结构监测系统的混合传感器网络。其次,对船用光纤光栅应变传感器进行了故障诊断研究,提出了船舶航行过程中可能出现的故障类型并分析其成因,建立了传感器故障库,提出了切实可行的传感器故障诊断方案,设计了测试试验对故障诊断方法进行验证,同时将故障诊断系统整合到船舶结构监测系统中,并用软件加以实现。最后,研究了光纤光栅应变传感器的温度补偿方法,设计了针对传感器温度漂移特性的测试试验,设计了针对传感器温度-应力性能的测试试验,并采用基于BP神经网络的光纤光栅应变传感器温度补偿算法消除温度对传感器的影响,通过试验对传感器温度补偿方法之准确性和可靠性加以验证。