本发明公开了一种采用掺铒光纤放大器的时分复用多普勒测速系统，涉及激光干涉测速领域，包括第一光纤激光器、第二光纤激光器、分光器组件、信号延迟放大模块、信号控制模块、光电探测器组件，信号采集与处理模块；工作时，信号延迟放大模块将在被测运动物体上生成的具有多普勒频移的散射光信号进行延迟放大处理，得到多路且具有不同光程差的放大后的散射光信号；信号控制模块将多路放大后的散射光信号整合为一路目标信号，同时关闭无用光信号通道；光电探测器组件根据第二光纤激光器产生的参考光信号和目标信号，生成带有光源相位信息的拍频干涉信号，并根据此拍频干涉信号，计算被测运动物体的速度。本发明能够降低信号干扰，提高信号测量精度。