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相位敏感光时域反射计(Phase-Sensitive Optical Time Domain Reflectometer，Φ-OTDR)分布式光纤扰动传感系统具有定位精度高、系统可靠稳定、可对多点扰动同时定位、分辨率高、信号处理简单等优势，广泛的应用在各种领域，已成为分布式光纤传感系统研究的热点。复杂环境下的误报率和漏报率，是直接制约Φ-OTDR分布式光纤传感系统应用性能的关键因素。本学位论文针对Φ-OTDR分布式光纤传感系统在复杂环境下定位入侵扰动信息时产生的误报率和漏报率问题，开展深入的理论和实验研究。 本学位论文主要完成的研究工作如下: (1)根据光波导理论及弹性力学，建立Φ-OTDR分布式光纤传感系统光信号传输数学模型，对扰动信号进行分析和研究，为定位算法的提出提供理论基础。 (2)在分析Φ-OTDR分布式光纤扰动传感系统应用背景的基础上，针对工程应用中高误报率问题，提出一种基于集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition，EEMD)与多尺度小波分解(Multi-scale Wavelet Decomposition，MWD)的新定位方法，通过对每一个防区点的时域信号进行EEMD阈值去噪，对去噪后的信号进行多尺度小波分解，分离出系统的相位噪声以及外部环境噪声，提取扰动信号，从而降低系统预警的误报率和漏报率。 (3)搭建Φ-OTDR分布式光纤扰动传感系统，在实际现场对所提出的基于EEMD-MWD的定位算法进行可行性验证以及准确性测试。在36防区进行单点扰动实验，在187、339防区进行多点扰动实验。165组实际测试数据结果表明，信号信噪比(Signal-Noise Ratio，SNR)得到明显的提升，误报率和漏报率分别降至2.42％、3.64％。