本文详细阐述了分布光纤温度传感器系统的基本工作原理和喇曼散射的测温原理；推导了温度的解调公式，提出了用瑞利散射光解调反斯托克斯喇曼散射光的新的解调方法，并讨论了新的解调方法对系统性能的改善；介绍了OTDR原理所确定的系统空间分辨率，讨论了色散效应引起的激光脉冲展宽对系统空间分辨率的影响，引入了瑞利判据作为系统空间分辨率的判别准则。 在简单介绍了系统的工作过程之后，详细叙述了10kmLD分布光纤温度传感器系统各功能模块：光源模块、光波分复用模块、光纤传感探头、光电接收放大模块、信号采集与处理模块和系统软件。详细讨论了系统的工作波长和光电转换器件的选择，高速数据采集卡的性能对整个系统性能的影响，系统的定标，系统的特性参数以及影响这些参数的因素；介绍了系统中测温光纤的使用方法和系统软件的流程。对系统的信号及噪音进行了详细的分析；重点讨论了数据处理方法以及系统的信噪比与测温不确定度的关系；提出了改善信噪比、降低测温不确定度的方法。分析了引起系统不稳定的主要因素；提出了提高系统稳定性的方法，并比较了几种提高系统稳定性的方法的效果。对实验中所发现的长波段的瑞利散射温度效应进行了初步探讨；尝试利用瑞利散射的温度效应来测量温度，编写了相应的软件，并讨论了温度测量的结果。最后给出了10kmLD分布光纤温度传感器系统各项参数的实际测量结果，达到预定的指标。