基于相敏光时域反射仪(Phase-Sensitive Optical Time Domain Reflectometer,Φ-OTDR)的分布式传感系统以其高灵敏度、可实现长距离的分布式传感、抗电磁干扰能力强、体积小、重量轻等独特的优势被广泛应用于周界安防领域。本文针对现有的基于Φ-OTDR的分布式传感系统存在的问题,以提高传感光纤远端扰动信号信噪比、实现多点扰动事件定位为目标,提出了一种基于模拟退火(Simulated Annealing algorithm,SA)的小波阈值去噪算法,并结合二维边缘检测方法,有效实现多点扰动事件定位。论文完成的主要工作及取得的成果如下:1、分析了基于Φ-OTDR的分布式传感系统能够检测微弱扰动的传感原理,并对Φ-OTDR技术的光学背景噪声来源进行了研究。研究结果表明:激光器频率漂移引起的光源噪声和光纤双折射引起的偏振相关噪声,是Φ-OTDR技术的主要光学背景噪声。系统的理论分析和噪声来源的研究为后续的信号降噪奠定了基础。2、研究小波阈值去噪(Wavelet Threshold De-noising,WTD)算法对振动信号的降噪效果,旨在通过信号处理来提高振动信号的信噪比。对Φ-OTDR分布式传感系统接收的振动信号进行小波变换和时频分析,通过时域和频域的分析,总结扰动信息和噪声的分布情况,并采用WTD算法对振动信号进行降噪。实验结果表明:仅依靠WTD算法无法实现对传感光纤远端扰动信号的有效降噪。3、针对传统WTD算法的缺点,提出了基于模拟退火的小波阈值去噪算法,该算法能够自适应地搜索全局最优阈值,有效地提高了传感光纤远端扰动信号的信噪比。实验结果表明:四种扰动在21.5km处的信噪比分别为7.3dB(浇水)、8.8dB(碾压)、6.2dB(攀爬)和7.9dB(敲击)。在此基础上,针对降噪后的振动信号,应用图像处理中二维边缘检测的方法有效实现多点扰动事件定位,在四个不同位置同时检测和定位了四个扰动事件,这是目前见诸报道的最好的定位结果。4、搭建基于Φ-OTDR的分布式振动传感系统并进行数据采样,通过实验检验所提出算法的降噪和定位能力。实验结果表明:应用基于模拟退火的小波阈值去噪算法,并结合二维边缘检测方法,实现了平均定位准确率达90%以上的多点扰动事件定位。