本文分析了影响布里渊光时域分析(BOTDA)系统实时性的因素和改善角度,综述了动态BOTDA技术、布里渊频移(BFS)提取方法和BOTDA降噪处理方法的国内外研究概况。介绍了BOTDA技术和基于瑞利散射的布里渊光时域分析(RBOTDA)技术的传感原理,并对RBOTDA传感实验系统结构进行了详细介绍。提出了采用全变分TV图像去噪法进行BOTDA系统信号的降噪处理,使用最速下降法进行数值求解,并运用基于Armijo准则的回溯线搜索进行梯度下降步长的自适应调整。分析了拉格朗日因子的选取对BFS提取的影响,对比了固定步长下降与Armijo线搜索自适应步长下降的收敛速度。进行了RBOTDA温度传感实验,分别对256次和一万次累计平均的布里渊散射谱(BGS)按所提算法降噪后进行洛伦兹拟合(LCF),再剔除欠拟合数据,分别对加温和常温的BFS进行平均后换算成温度,得到的温度数据均与实验条件相符合。证明了采用TV图像去噪能有效去除系统噪声,保证良好的BFS准确度,还可通过减少累计平均次数,提高系统实时性。分析了LCF的计算复杂度,提出了基于互相关卷积与高阶质心计算的BFS提取算法,仿真分析了互相关卷积对噪声的敏感性。最后,对所提算法进行了可行性实验验证,分析了不同点数与计算阶数选取对BFS的影响,比较了所提算法与LCF在扫频间隔较大时的差错性能。实验结果表明,所提算法与LCF提取的BFS具有相似的变化规律,算法可行,且不存在LCF的欠拟合现象,计算复杂度低,可靠性和实时性更高。不仅如此,恰当的点数与阶数选取可将误差控制在1MHz以内,当加大扫频步长以减少测量时间时,所提算法的误差比LCF更小。