分布式光纤温度传感系统(DTS)可以检测连续空间上的温度分布,与传统的电学温度传感器相比,它具有环境适应能力强、抗电磁干扰、检测范围大、温度精度高等优点,但是DTS系统中的空间分辨率与信噪比(SNR)之间存在着相互制约的关系。为了解决该问题,编码方式被研究者引入DTS系统进行信号处理。采用编码方式不仅可以在不改变入射光的脉冲宽度和强度的前提下,提高系统的SNR,也可以使系统的测温误差较低时,降低对系统信号的叠加次数,从而降低测量时间,提高系统的实时性。针对空间分辨率和温度精度之间相互制约的问题,提出将S编码方式运用到光纤折叠结构的拉曼型DTS系统中。另外,为解决采用累加平均算法和小波变换法时,系统的测温误差仍然较大的问题,提出通过增加S编码的编码长度对系统信号进行处理,这样不仅可以降低对信号的叠加次数,而且可以进一步降低系统的测温误差。上述方法使得系统的叠加次数由原来的20000次降低到1000次,并使系统的温度平均测量误差由原来的1.7℃降低为0.07℃。针对系统时间分辨率较差的问题,在DTS系统的单尺度温度测量中,提出将S编码与累加平均算法相结合的方式对信号进行降噪处理,可保证一定测温误差的情况下,减少系统的测量时间,提高系统的实时性。针对不同的系统噪声对系统的测量时间和测温误差的影响做了分析,提出了一种最优化时间测量方法。通过研究系统的噪声水平、叠加次数、测温误差三者之间的关系,为最优化测量时间提供依据。仿真分析证实了此方法的有效性,在系统要求的测温误差一定,且噪声水平已知时,此方法可以为最优化叠加次数的选取提供参考。此外,为了进一步降低系统的测量时间,提出了一种多尺度的温度测量方法。该方法采用可变脉宽的激光器作为光源,先在大尺度下测量整条光纤上的温度分布,得到温度变化区域;然后通过调节激光器的脉宽缩小尺度,仅计算大尺度温度变化区域的信号,得出温度变化的具体区域;直至锁定所需空间分辨率下的温度变化位置及其温度。仿真分析证实该方法可降低系统的测量时间,为系统实时性的提高提供了另一个思路。