地震是最具破坏性的自然灾害之一，每年都造成大量人员伤亡和巨额经济损失，如何预测、预报和预警地震是相关科技工作者的使命。地震波包含了丰富的地震参量信息，根据地震波中S波和P波传播速度的不同，可以实现地震预警，实时监测地震波形。光纤光栅地震监测方法是实现地震监测的重要手段，本论文对光纤光栅地震波监测方法进行了深入研究。论文首先从理论上详细分析了地震波与光纤光栅传感头的作用机理，对光纤光栅耦合模方程进行了详细推导，并以耦合模方程为基础，在简单地震波作用下，得出了地震波与光纤光栅传感头的耦合作用关系式，为研究光纤光栅地震波实时监测系统提供了理论支持。再根据耦合模方程，推导了光纤光栅传输矩阵理论，对光纤光栅反射谱与光栅参数的关系进行了仿真，得到了简单地震波作用下光纤光栅反射谱的变化形式，有力证明了光纤光栅传感器实现地震监测的可行性。然后研究了基于两种不同解调方法的阵列式光纤光栅地震波实时监测系统，理论分析和论证了两种波长解调方法的可行性，并对两种波长解调方案进行了仿真。同时对系统参数进行了分析设计，提出了光纤光栅传感头设计方案，仿真分析了传感头的性能参数，得到该传感头具有足够的频响范围。再针对地震波监测系统输出信号特征，设计并制作了基于3×3耦合器解调方法的波长解调模块。最后搭建了基于3×3耦合器解调方案的光纤光栅地震波监测实验系统，用Matlab编程处理由解调模块采集的实验数据，解调结果与示波器观察到的对应时间段的波形一致。结果说明基于3×3耦合器解调方案的光纤光栅地震波监测系统能够很好的反应应力作用的变化情况，证明基于3×3耦合器解调方案的光纤光栅地震波监测系统能够实现地震波实时监测，为基于3×3耦合器解调方案的光纤光栅地震波监测系统的深入研究打下了一定的基础。