机场、监狱、油库、发电站、长输油气管线、高压输电线等重要的领域,在使用期间时刻受到非法侵入的威胁,现已安装使用的安全防范手段过于落后,不能适应新形势新环境下人们对及时报警和定位侵入点的需求。由于电磁类分布式传感器造价高昂且不能实现定位,而光纤集传感和传输于一身价格低廉、抗电磁干扰、耐腐蚀、免维护,能够无中继传输几十公里,几乎不受任何环境因素的影响,因此分布式光纤传感器成为了长距离侵入预警和定位监测的热门研究方向。然而基于萨格纳克干涉仪的分布式光纤传感结构,对侵入的定位解调技术不能适应大范围上真实行为的特征,因此需要研究出更具普适性的分布式光纤侵入预警结构以及定位算法。针对萨格纳克干涉仪在定位侵入行为时存在的局限,展开了研究,具体内容如下:①分析了现有分布式光纤侵入监测系统,对比它们的特性得出基于萨格纳克干涉原理的监测系统综合性能优越,从分布式光纤侵入预警定位原理出发,对该结构的特性进行分析,找到问题所在;②为了解决萨格纳克干涉仪的缺陷,对其构造进行局部改进,在传感光纤上耦合一个光纤延迟子环,将宽带连续激光光源改为脉冲可调激光光源,使分布式光纤监测系统产生一系列在时域上分离的脉冲干涉光输出;巧妙选用系统器件,使干涉光强的相位变化集中在线性区域内;③从光波导理论出发,运用数学物理公式,推导得出改进结构的传感光纤上侵入的定位数学模型表达式。结合该模型,分析系统相关器件参数对定位精度的影响;然后通过数字仿真得到该系统的理论定位精度;④运用软件对同一点多频率成分侵入和多点不同频率同时侵入进行仿真,得出此监测系统和信号解调方法结合,在40km监测长度时的理论定位精度在20米左右;在实验室搭建实验平台,运用相位调制器模拟单频侵入行为,得到10km监测长度上此系统的定位精度小于83米;人为奔跑的侵入定位实验得到系统的定位精度在100米左右。这一结果证明带光纤延迟环的分布式侵入预警系统能够实现长距离侵入事件的预警和定位监测功能。