本文是非开挖地下管道三维位置测量关键技术研究项目的一个研究内容。非开挖地下管道三维位置测量关键技术研究项目主要是研究设计一种新型的利用光纤光栅传感器来进行管线弯曲变形检测的系统。将四根布拉格光纤光栅成90度粘贴在柔性基材上，然后在基材的外圆上套上可变径的环形架组，构成光纤光栅传感装置。牵引装置牵引光纤光栅传感装置沿被测管线间歇式前进，在前进过程中，用光纤光栅解调仪在等间隔点上采样光纤光栅的波长读数，经计算得到相应各点的应变和空间曲率信息，然后运用等距离离散点曲率信息的空间曲线重建方法重建出管线的空间位置形状。 本文主要研究设计上述的光纤光栅传感装置以及研究运用等距离离散点曲率信息进行空间曲线重建的方法。这种传感装置的功能是将被测管线的曲率信息精确传递给光纤光栅，所以要求其同时具备变径和弯曲的能力，即当管线的弯曲曲率变化时，光纤光栅传感装置要能够随着管线的弯曲而弯曲，保证两者的弯曲变形同步和一致；当管线的管径变化时，光纤光栅传感装置要能随之变化。 围绕这一主题，主要进行了以下研究工作：第一章主要对整个课题的国内外研究现状和研究背景做了介绍，对整个课题的研究概况和已有的研究基础做出了介绍，并对本硕士论文研究内容和难点作了概述。第二章简要分析了非开挖地下管线形状特征和环境，对课题的设计方案、任务和要求作了概述，并介绍了光纤光栅检测地下管线曲率的原理。第三章提出了光纤光栅传感装置设计的方案，分析比较后，得到了优选方案。第四章是光纤光栅传感装置优选方案的具体设计，主要介绍了粘贴有光纤光栅的聚胺脂基材可行性实验、温度补偿实验和压簧刚度与基材硬度合理配合计算。第五章介绍了光纤光栅传感装置旋转扭转时管线曲率检测方法和基于离散曲率的管线形状重建原理和方法。最后一章是对全文的总结，根据所取得的主要进展，提出了今后研究工作的设想。