飞行器结构在制造、运输、服役和日常维护过程中易受到冲击、疲劳等载荷的作用而造成难以发现的内部损伤,且随着损伤日渐积累,严重威胁飞行器结构的可靠性。光纤传感器具有体积小、质量轻、耐腐蚀、具有分布式组网能力等优点,非常适合用于构建智能材料结构,对复杂服役环境下飞行器结构的健康状态进行监测。目前结构冲击监测技术研究的对象多为平板结构,针对其它结构的冲击监测研究较少,而由于不同结构冲击响应信号具有不同特征,冲击定位方法在不同结构间的移植效果不尽如人意,且容易造成工作量和计算量的浪费。本文主要通过研究不同典型航空结构的冲击响应信号,提出了几种分别适合不同结构、可行性强、贴合工程实际要求的冲击定位方法,可降低航空结构维护的操作复杂度和成本。最后,本文基于光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）对同样严重威胁结构安全的疲劳裂纹扩展进行监测研究。文中主要研究工作包括:（1）提出了一种基于去趋势波动分析和质心定位算法的复合材料板结构冲击定位方法。采用去趋势波动分析方法提取冲击响应信号的标度指数特征量。建立各传感器不同方向上的距离估计模型估计冲击点到各传感器的距离,最后结合质心定位算法确定冲击点坐标。（2）研究了一种基于Teager能量算子和小波分析的单边固支翼形板结构冲击定位方法。采用Teager能量算子和小波分析方法提取冲击响应信号的波动幅度,通过对比待测冲击点与样本冲击点响应信号波动幅度确定冲击点的位置。（3）提出了一种基于小波分析与多核支持向量回归机的复合材料圆筒结构冲击定位方法。采用小波包方法提取冲击响应信号低频节点能量作为特征量输入多核支持向量回归机建立冲击点位置辨识模型以实现复合材料圆筒结构上冲击载荷的定位。（4）将去趋势波动分析方法、Teager能量算子和小波包方法综合应用于复合材料加筋壁板和柔性伸展结构上冲击响应信号分析。研究筋条间蒙皮上、加强筋凸缘上和加强筋上不同位置冲击点响应信号标度指数与冲击点位置间关系,以及柔性伸展结构上冲击响应信号Teager能量序列不同节点能量对冲击点位置的敏感性。（5）提出了一种基于等维新息离散灰色系统的疲劳裂纹在线监测方法。对裂纹扩展过程中FBG响应信号进行Hodrick-Prescott（HP）滤波,提取信号特征量,并采用等维新息离散灰色模型实现疲劳裂纹的在线监测。