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光纤通信的发展让光纤这种介质开始广泛应用在各个领域。其中,基于光纤的分布式光纤传感系统(Distributed Optical Fiber Sensing,DOFS)由于它的各种优势而被广泛应用在许多方面,而引起了广泛的关注。其中,布里渊光时域分析仪(Brillouin Optical Time Domain Analyzer,BOTDA)和相位敏感型光时域反射仪(Phase-Sensitive Optical Time-Domain Reflectometer,Φ-OTDR)是 DOFS 系统中非常经典的两种系统,也有着广泛的应用前景。如何进一步提高系统的性能表现,就成了研究的热点问题。在DOFS系统中,由于系统内部自身的噪声和系统外部的干扰,在现实环境下想要采集到理想的纯净信号是不可能的。因此,在处理带有噪声的信号时候,需要对信号建立合适的噪声模型,分析噪声的特性并且最终尽可能地消除噪声对系统的影响。本文提出了基于经验模态分解的噪声模型,利用经验模态分解方法来消除系统噪声,最终提高系统表现。现将本文具体工作介绍如下:1.介绍了光纤中的散射物理现象,主要介绍了受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering,SBS)和瑞利散射的基本理论,并且在此基础上,介绍了基于瑞利散射的Φ-OTDR传感系统和基于SBS作用的BOTDA传感系统,分析了系统的传感原理,同时介绍了各种传感系统的评价指标参数。分析了 DOFS系统中可能产生噪声的来源,主要包括系统内的激光器噪声,各种光学器件和电学器件带来的噪声,还有系统外噪声。2.将经验模态分解应用在了 Φ-OTDR系统中,将输入的相位信号分解成子信号。通过互相关系数判别法和频谱分析,去掉噪声主导的子信号,用信号主导的子信号重构信号,完成系统信号的降噪工作,提升了 Φ-OTDR系统的表现。3.将经验模态分解应用在BOTDA系统中,对于系统采集到的每一条信号,做经验模态分解之后,选取部分子信号重构系统信号,在这个过程中去除附加在附加在信号上的噪声,最终降低了系统的不确定度,并且和已有的图像处理方法做对比,突出显示了经验模态分解方法在BOTDA系统中的表现和作用。