能源消耗造成的大气污染和人们对美好生活环境的向往,成为了一种社会矛盾。环境问题愈发成为21世纪各国关注的重点问题之一。大气中的二氧化碳作为主要的温室气体之一,它的监测与治理对环境保护具有重要意义。本文基于可调谐激光吸收光谱技术,采用2004nm激光器结合波长调制光谱（WMS）技术研制了非合作目标遥测系统用于二氧化碳实时监测。主要工作内容如下:1. 二氧化碳非合作目标检测系统的集成设计。采用Nanoplus2004 nm激光器结合非合作目标检测需求对检测系统进行整体的设计,中心谱线选为4989.97cm^-1。通过分析各个硬件模块设计了单端式非合作目标CO₂检测系统,即激光的发射和接收在同一端,通过接收硬地形目标漫反射/散射的回波信号对气体浓度进行检测。另外,基于Lab VIEW平台设计了数据采集、谱线偏移校正、直接吸收信号的二次谐波（2f）信号归一化以及气体浓度反演等算法,使得系统实时在线检测浓度的同时,避免了激光器温度漂移以及激光光强波动的影响。2. 气体压强波动的自动修正。针对气体浓度易受大气环境压强波动影响的问题,选取碰撞展宽占主导地位的气体吸收谱线,分别建立谱线展宽与WMS一次谐波（WMS-1f）信号的峰谷值间距和二次谐波（WMS-2f）过零点间距的解析表达式,通过测量谐波间距直接得到被测气体压强,进而利用WMS技术补偿测量环境中压强波动对气体浓度测量结果的影响。通过对实际测量过程中的浓度进行补偿,验证了该方法的可行性和有效性。3. 非合作目标检测系统的性能分析及评价。通过设计不同表面和激光入射角度、距离实验,分析了测量表面、角度和距离对信噪比的影响。将商用CO₂传感器与实测数据进行对比,验证了检测系统的准确性。对检测系统进行测试评价,得到系统最低检测限为8.7ppbv,重复性为0.5%,浓度波动15ppm以内。最后利用检测系统对室内CO₂浓度进行连续监测,并进行分析,为系统的实际应用奠定基础。本文所设计的二氧化碳非合作目标检测系统,与传统二氧化碳传感器相比具有精度高,响应时间快,测量范围大、使用灵活的特点,可拓展至大棚温室CO₂检测、机动车排放检测等应用。此外本检测系统采用模块化设计,具有一定的通用性,可以通过更换不同波长的激光器及其相应探测器,用来检测其它气体。