光纤传感技术始于1977年,目前已进入研究与应用并重的阶段,发展出了近百种不同的光纤传感技术,光纤传感技术已经是一个国家信息化程度的重要标志。近年来,光纤传感技术已广泛应用于航天、油气管道、火灾监测、桥梁监测等诸多研究领域。其中分布式光纤传感技术是光纤传感技术中最重要的研究方向之一,在多种分布式光纤传感技术中布里渊光时域分析(Brillouin optical time domain analysis,BOTDA)具有空间分辨率高和传感距离长等特点,并且已经是一门成熟的光纤传感技术,目前主要的研究方向是如何将测到的基本变量通过后续处理得到更多的监测信息。本文研究基于多芯光纤分布式应变测量的形状传感,将监测到的应变信息通过相关算法转换成形状信息,从而实现形状传感。具体研究内容如下:首先,阐述了布里渊光时域分析技术的基本理论,并通过介绍传统BOTDA技术的局限引出空间分辨率更高的差分脉冲对布里渊光时域分析(differential pulse pair Brillouin optical time domain analysis,DPP-BOTDA);推导了并行传输标架算法在形状还原中的表达形式,并介绍了并行传输标架算法是如何解决传统空间曲线理论的缺陷,为后面的实验提供了理论基础。其次,搭建了DPP-BOTDA系统,并通过实验验证了空间分辨率,对多芯光纤的形状传感器结构的具体参数进行了测量与阐述,利用此数据为后续形状传感实验提供基本实验数据。验证了多芯光纤中离轴纤芯的布里渊频移的弯曲特性。最后,设计并制作了5种测量模具:3种二维形状与2种三维形状。基于并行传输标架公式编写算法,利用搭建的DPP-BOTDA系统与形状还原算法对多芯光纤的各个芯进行数据采集、数据处理和形状信息的解调,并对误差产生的原因进行了分析,其中二维形状中最低的远端误差为4.77%,三维形状中最低的远端误差为7.25%。