差分吸收光谱方法（Differential Optical Absorption Spectroscopy,DOAS）的提出,使我们获得了在大气中监测污染气体的新技术。DOAS系统凭借其低成本,高效率等独特优势,已成为监测大气环境空气质量的重要方法。本文在差分吸收光谱方法的基础上,研发出用于城市交通污染气体监测的差分吸收光谱系统,并利用该系统对城市道路上方污染气体进行了长期监测,对采集数据进行了分析与处理。基于吸收光谱的理论基础,考虑大气光吸收过程中米散射、瑞利散射及其它消光项的影响,文中对Lambert-Beer定律公式进行了修正,提出了适用于实际监测的气体浓度测量公式。在对光谱进行预处理的过程中,考虑仪器的偏差影响,采用将实验室条件下所测光谱与监测设备的仪器函数相卷积的方式,获得适用于实际监测系统的气体分子吸收光谱。本文基于修正后的Beer定律,提出了使用高通数值滤波方法滤除光谱中宽带吸收部分的方法。除此之外,针对测量光谱中存在的系统高频噪声,设计FIR低通滤波器,滤除系统高频噪声。课题中设计研发出新型的长程差分吸收光谱系统（Long Path Differential Optical Absorption Spectroscopy,LP-DOAS）样机。设计出收发一体式的望远镜结构,通过计算调整内部主次镜的角度与位置,使得反射光能够准确聚焦于光纤的入射端。对光谱仪参数进行了校正与选择,采用适用的狭缝宽度与光栅,提高了光的利用率。整体上简化了系统结构,提高了系统检测的精确度。关于气体浓度反演部分,自主设计出能够同时进行光谱采集与气体浓度反演的数据采集软件。软件实现了自动调整积分时间的功能,并能将光谱仪采集的光谱信号进行在线处理。本文采用以最小二乘法为主的差分吸收光谱算法来计算出气体浓度,最终将实时浓度变化曲线显示在软件界面上,同时将测量数据结果自动存储到计算机中。利用研发的DOAS系统样机,对崂山区海尔路银川路附近的SO2,NO2和O3三种污染气体进行了长期监测。本文将测量数据与邻近的崂山区环境监测站数据进行比对,相关度较好,验证了数据准确性。测量数据验证了机动车尾气排放与道路上方NO2浓度的相关度较高,证明了机动车排放是该地区NO2的主要污染源。实验验证DOAS系统可以用来监测城市交通排放的污染物含量,为城市污染物的监测与控制提供了参考依据。