近几年矿产资源的过度开采造成的地面塌陷问题经常发生,作为地质灾害的主要灾种之一,地面塌陷对国民经济建设和人民生命财产造成了巨大的威胁,因此对地面塌陷的测量具有重大的理论意义与工程价值。在同轴电缆结构的基础上提出一种新型传感器,即螺旋平行线。与同轴电缆相比,螺旋平行线具有更大的拉伸形变量,且螺旋状旋绕的铜线在拉伸过程中不会断裂。螺旋平行线更适合对地面塌陷变形的分布式测量,其拉伸形变量反映地面塌陷程度,形变位置对应地面的塌陷位置。通过对一般均匀传输线的特性阻抗研究,重点提出了螺旋平行线分布电容、分布电感和特性阻抗的理论计算方法,并用相关仪器通过实验验证了分布电容、分布电感和特性阻抗都随拉伸形变量增大而减小的结论。并且设计了一种适用于螺旋平行线进行实验的机构,同时也设计了一种与螺旋平行线分布式测量配套的上位机软件系统。对一些数据处理方法以及数学模型算法进行了研究,在基于时域反射技术的基础上,建立了螺旋平行线的分布式测量模型,取得了很好的结果并获得了浙江省计量院的标定认可。螺旋平行线分布式测量的结果中,形变位置测量的相对误差为±1.47%,形变量测量的相对误差为±3.67%。