随着我国智能化与自动化水平的提高与精密制造业的长足发展,传感检测技术在众多高精度制造与测试领域逐步展现出举足轻重的作用。光纤传感技术以其较低的成本与较高的应用灵活性和安全性,在高精度制造与测试领域受到广泛应用。其中,基于准分布式传感的光纤光栅传感系统具有较高的精度,但单点检测的特性限制了其空间分辨率;基于自发布里渊散射分析的BOTDR传感系统可实现长距离的连续传感,但空间分辨率多限制在米级;基于受激布里渊散射分析的BOTDA传感系统具有更高的空间分辨率,但双端信号注入的特性限制了其应用。而基于瑞利散射频域分析的OFDR传感系统则能在短距离内实现高空间分辨率与实时性的测量,且单端信号注入的特性使其具有更高的工程适用性。OFDR系统的正常运作高度依赖作为光源的可调谐激光器,而可调谐激光器存在的非线性调谐与相位噪声现象会显著影响OFDR系统的传感精度与空间分辨率。对此类问题的解决,可有效增强OFDR系统在高精度传感场景下的适用性,对提升OFDR系统性能具有重要意义。因此,本文由以下步骤对OFDR系统的非线性调谐与相位噪声问题的解决展开研究:（1）对OFDR系统的应变与温度传感机理展开研究,分析应变与温度对光纤瑞利散射参数的影响和基于光外差探测技术的传感理论,并对激光器非线性调谐与相位噪声现象的产生机理、造成影响和解决方法进行分析;同时,也对广泛出现在相干探测系统中的偏振衰落现象及其解决方法进行分析。（2）对OFDR系统空间分辨率和有效测量距离的影响因素展开研究,并基于研究结果进行OFDR硬件系统的器件选型与光路设计;构建基于非线性调谐与相位噪声软件补偿的信号处理算法和基于光外差探测技术的信号解调算法。（3）搭建OFDR应变传感实验硬件与软件系统并展开应变定位传感实验,分别分析系统主干涉仪和辅助干涉仪信号,并验证基于插值重采样算法的非线性调谐与相位噪声补偿方案有效性;展开应变定位传感实验,对不同应变条件下的OFDR系统信号进行分析,验证OFDR系统应变定位测量的可行性;并通过调整解调算法参数实现解调效果最优化,最终在6 m待测光纤上实现了316 mm空间分辨率的应变定位传感。