基于布里渊散射的光纤传感技术具有高精度、长距离、低成本等优点,已经广泛应用于隧道、桥梁、光缆等结构健康监测之中,是国内外光纤传感领域的研究热点。布里渊光时域反射仪(Brillouin Optical Time Domain Reflectometry, BOTDR)是基于自发布里渊散射的一种重要的光纤传感技术,主要用于光纤沿线温度和应力的测量,具有单端接入的优点。本文利用信号处理的方法对BOTDR’性能的提高进行了理论研究和实验验证,提出了频谱迭代相减方法以提高BOTDR的空间分辨率。通过分析脉冲在光纤中传播时产生布里渊散射信号的过程,综合考虑探测系统响应时间和脉冲宽度对空间分辨率的影响,推导得到了布里渊信号的功率密度分布函数,并依此将布里渊信号分离,提高了BOTDR的空间分辨率,在50km和1km的光纤上分别获得了1.5m和O.1m的空间分辨率。本文提出了一种最大相似匹配方法,利用相关系数作为相似度评价函数,通过比较事先获得的参考谱与探测时获得的测量谱形状上的相似性,获得布里渊频移。实验验证了该方法的可行性。相比于曲线拟合方法,该方法减小了测量误差,同时具有速度快的优点。