在航空航天领域的结构健康监测中,变形、冲击、振动监测是重要的研究方向。航空航天器在空间长期运行过程中,其易受周围复杂环境的影响,引发故障,因此针对变形、冲击、振动的准确及时监测也是保证航空航天器安全运行的重要保证。为此,本文提出采用分布式光纤传感技术分别实现针对柔性杆状结构的三维变形监测与重构,柔性复合材料展开结构的冲击定位和振动测试,以及机翼模型结构的振动频率测试,主要包括以下几个方面:首先,基于空间坐标转换理论,根据柔性杆状结构的形变特点,研究了基于空间坐标变换的柔性杆状结构分布式光纤空间三维变形的形态感知方法,实现了柔性杆状结构的三维变形重构。在此基础上,设计了基于LabVIEW的柔性杆状结构三维变形监测软件模块,实现对柔性杆状结构变形的实时在线显示。其次,针对光纤光栅解调仪采样频率较低的情况,采用增采样方法提升FBG传感器信号采样率,借助Teager能量算子提取单边固支柔性复合材料展开结构光纤冲击响应信号特征。在此基础上,提出采用基于时差二分原理的冲击区域定位方法,实现针对单边固支柔性复合材料展开结构的冲击区域定位和坐标定位。再次,采用分布式光纤光栅传感器(FBG),构建了柔性复合材料展开结构振动监测系统,实现对柔性展开结构的振动特性测试。最后,构建了基于光纤光栅传感器的机翼模型结构振动监测系统,测量得到机翼模型结构的固有频率,与压电式加速度传感器测量结果一致,验证了FBG传感器在振动测试领域的实用性。