本发明属于光纤传感系统的信号处理技术领域，公开了一种基于光纤传感系统的信源与干扰同步识别方法，包括：将发射脉冲表示为信息脉冲与保护脉冲进行双脉冲发射；对接收脉冲进行信源相移解调测量，将L个信源相移解调后的接收脉冲进行积累，进行联合稀疏表示，根据求解得到的稀疏向量，对信源信号进行识别；对接收脉冲进行干扰信号积累测量，得到干扰积累信号的稀疏表示，根据干扰事件特征向量，进行干扰事件识别。本发明设计基于保护脉冲的双脉冲发射方案，回波光脉冲建立两路同步处理支路，同步完成信息传输信号干扰比的提高与干扰事件的识别，能够增加光纤传感系统的等效信息带宽，提高光纤传感系统的信息传输效率与干扰识别精度。