随着经济的发展，工业和交通运输业发展日益加快，环境污染越来越严重，直接影响人类的健康，环境保护已经成为新世纪发展的主题，其中，对污染物的监测是重要前提。为了能够对空气中污染物进行大范围内连续的监测，根据差分吸收光谱原理（Differential Optical Absorption Spectroscopy，DOAS），在卡塞格林望远镜系统的基础上，提出了便携式光纤收发一体的大气质量监测系统。本文的主要工作有以下几个方面：1、在朗伯-比尔定律的基础上，分析了现有DOAS空气污染气体监测系统的工作原理和特点，在此基础上，提出了新型监测系统。该系统采用具有公共端的光纤完成光线的传输，主光路采用卡塞格林望远镜结构，通过抛物面主反射镜和椭球面副反射镜完成光路的准直和接收，实现了小型化。与传统的DOAS系统相比，具有结构简单、光能利用率高、体积小便携性好等优点。2、数据处理分两条主线。对标准吸收截面采用插值的方法，获得与实际测量光谱相同的分辨率；对吸收光谱处理时采用Savitzky-Golay数字平滑滤波技术拟合慢变化，去掉慢变化得到表征气体吸收的快变化光谱。得到的差分吸收光谱中包含了高频噪声，需要对差分吸收光谱进行去噪处理，采用小波变换软阈值去噪方法，去除高频噪声。4、采用自行开发的样机对不同浓度的SO₂和NO₂气体进行测量，对系统的准确性和线性度进行评价，同时对现场空气进行监测，测量结果表明，SO₂的最大误差为4.20%，NO₂的最大误差为2.72%，并详细的分析了误差产生的原因。