分布式光纤传感技术以其抗电磁干扰、抗腐蚀、安全性好、灵活方便等特点在入侵监测、结构变形监测、姿态监测、长距离温度监测等场景中有着巨大的应用潜力。近些年来,在国内外研究者的努力下,分布式光纤传感在传感距离、传感精度、分辨率、检测速度等方面不断改善,同时也使得其应用场景不断地增加,基于分布式光纤传感的形状传感逐渐成为了可能。由于形状传感的空间重构算法通常需要高空间分辨率的应变数据,目前基于分布式光纤传感的形状传感通常应用于医疗探针及导管姿态监测、航天器形态监测和关节姿态监测等短距离小范围的场景中,而在长距离大型结构中较少应用。本文中尝试将形状传感的思想应用于长距离的光纤复合架空地线（Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire,OPGW）的覆冰监测中,在此场景中实现了基于单芯光纤的一维形状传感;此外本文还对基于多芯光纤的三维形状传感中的扭转问题进行了研究。具体研究内容如下:（1）本文从形状传感的三个核心问题——传感器的构型、分布式应变测量方法和空间重构算法——的角度对OPGW覆冰监测进行了分析,将OPGW覆冰监测作为基于单芯光纤的一维形状传感进行研究。通过建立悬空电缆的力学模型,设计了将应变分布重构为覆冰厚度分布的方法,通过电缆拉力的仿真数据和悬空光缆的实验数据对本方法进行了验证,实验结果基本上反映出了实验中所设定的不同的覆冰厚度。最后对误差来源以及测量误差所造成影响的特点进行了分析。此项目展示了基于分布式光纤传感的形状传感在长距离大范围的场景中的应用前景。（2）本文中通过观察普通多芯光纤曲率和挠率的解调方程中的自由变量个数,指出了改进解调方法的必要性。通过建立光纤的应变大小和弯曲曲率、扭转角度之间的模型,得到了仅发生一种方向的扭转的情况下,弯曲和扭转的同时解调的方法。通过仿真数据对此方法的有效性进行了验证。对光纤三维形状传感中扭转问题的解决具有一定的意义。