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偏振敏感光学时域反射仪(P-OTDR)系统，作为典型的全分布式光纤传感技术，可以连续地检测由环境物理量变化而引起的光纤中偏振态的变化，例如应变、振动和温度，并基于OTDR原理定位扰动点的位置。它具有单端探测、动态实时响应及物理量线性测量等显著优点，在长距离周界安防、输电线缆、海底光缆等安全监测方面具有广泛应用前景。 然而，P-OTDR系统常只能用于单点扰动检测定位。因为第一个扰动点后的光的偏振态均被调制，之后的其它扰动点被由第一个扰动点引入的光的偏振态的调制量所淹没，难于检测。因此P-OTDR多点检测能力成为制约其在实际应用中受到限制。针对这个问题，本论文主要进行以下几个方面的研究工作： (1)首先对P-OTDR多点扰动检测与定位的研究现状进行调研，具体包括从分布式光纤传感技术的整体阐述到OTDR和P-OTDR传感原理，然后针对P-OTDR系统多点扰动检测定位问题的研究现状进行调研和分析。 (2)利用P-OTDR时间-空间二维信号矩阵提出基于二维图像形态学与聚类分析算法，解决P-OTDR多点检测定位方法。该算法对二维矩阵信号图像进行图像形态学分析提取有效入侵扰动边缘，紧接着为了对有效入侵边缘进行检测和定位，本文提出一种基于最大最小距离的分类数目上限K确定的聚类算法对提取出的有效入侵边缘进行聚类检测和定位。经实验统计结果讨论和算法时间分析本论文提供的多点检测方法检测率为90%，定位误差为[-50m,+50m]，同时算法的时间在秒级范围内。 (3)基于本文研究的P-OTDR多点检测定位算法，设计并实现长距离分布式光纤安全监测系统。针对实际工程应用中运维及监控的可视化需求，本文设计并实现了基于Visual C++的可视化分布式防入侵系统软件，该软件实现了包括界面交互，多通道数据采集，入侵扰动检测（单点入侵检测定位与多点入侵检测定位）以及基于百度地图API的综合可视化等功能。 (4)基于P-OTDR研发的分布式安全监测系统，在南方电网光电缆运维及防盗综合监测与铁路周界安防等多个实际工程现场得到应用。在系统长期的运行的情况下验证了系统的高可靠性和高可用性，获得软件著作权一项，项目验收获高度肯定。