压缩感知理论是近年来的研究热点之一,受到各界学者的关注并且在各个领域获得了广泛应用。压缩感知理论主要包括信号的稀疏变换、测量矩阵构造和信号的重构三方面主要研究内容,构造高性能的测量矩阵是研究重点之一,对压缩感知理论的发展和应用有着重要意义。本文在深入研究压缩感知理论和现有的测量矩阵基础上,围绕确定性测量矩阵的构造方法展开研究。具体研究内容如下:首先,综述了压缩感知理论的发展及应用以及测量矩阵的重要作用;对压缩感知的基础理论进行了深入的研究,阐述了构造测量矩阵的多个基本准则,并对常见测量矩阵及其构造方法进行了介绍。其次,研究了基于低密度奇偶校验码的测量矩阵构造方法,以及稀疏二值测量矩阵的构造方法,通过分析低密度奇偶校验矩阵与压缩感知测量矩阵之间的内在联系,重点研究了确定性测量矩阵的构造方法及非零元素比例对矩阵性能的影响;文中在稀疏二值矩阵算法构造的基础上,研究了稀疏二值矩阵稀疏度对矩阵性能的影响。文中通过对仿真信号和实际信号的压缩采集及重构实验,结果显示本文方法的性能优于传统测量矩阵性能。最后,将压缩感知引入油气管道安全监测应用中,阐述了在基于无线传感网络构建的监测系统中引入压缩感知的意义,并利用本文构造的测量矩阵对传感器节点采集到的油气管道安全信号进行压缩采集及重构,最后对不同测量矩阵的采集和不同重构算法性能进行了分析。