伴随着国家经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高,我国机动车保有量日益增多,机动车尾气排放已经成为大气主要的移动污染源。研究表明,在机动车污染总量中,超标排放机动车占据了较大比重。因此,发展机动车尾气排放快速检测设备,实现道路行驶超标排放机动车快速识别,对机动车尾气排放监管具有重要的意义。论文针对道边机动车尾气水平遥测设备存在的多车道相互干扰问题,开展了机动车尾气垂直遥测技术与光谱处理算法设计的研究,论文完成的主要研究工作如下:(1)叙述了机动车尾气排放的检测方法,分析了机动车尾气CO、CO2道边水平遥测系统和垂直式遥测系统的原理及特点,说明了垂直式遥测技术系统可拓展为多车道这一优势,并分析了垂直式遥测技术系统需要研究的关键问题。(2)详细描述了可调谐半导体激光吸收光谱技术原理,搭建了机动车尾气排放遥测实验系统,通过实验测量了遥测系统中不同反射材料的激光回波信号;采用FLUENT软件仿真研究了机动车尾气烟羽扩散特征,分析了尾气浓度稀释比随测量点和尾气管之间距离的关系。(3)优化设计了 CO吸收光谱吸光度曲线的Voigt重构过程。提出了 Voigt线型三角替代模型在吸收光谱中的应用,并与另一种快速重构模型--归一化洛伦兹模型及高斯-埃尔米特法对不同浓度的CO吸光度曲线进行比对。经实验分析得到结论:三角替代方法平均耗时为高斯-埃尔米特方法的15.81%,归一化洛伦兹方法平均耗时为高斯-埃尔米特方法的16.27%。(4)提出了一种自适应层进式Savitzky-Golay平滑滤波算法,实现了自适应选取Savitzky-Golay算法的拟合阶数和滑窗大小。实验结果表明:自适应层进式Savitzky-Golay平滑滤波算法对带噪CO吸收光谱进行滤波后,吸收峰值最大误差由25.152%降至5.917%,积分吸光度最大误差由18.1%降至3.9%;对带噪CO2吸收光谱滤波后,吸收峰最大误差由12.76%降为4.72%，积分吸光度最大误差由8.49%降为4.12%。(5)开发了机动车尾气垂直遥测系统控制和数据处理软件,实现了光谱的采集、滤波、浓度反演、数据显示与保存等功能。开展了系统的标定过程和性能参数实验,对不同车况的多台机动车尾气排放CO、CO2组分浓度的进行了遥测实验,与车载式CO、CO2浓度检测模块的检测结果进行了对比,并分析了不同工况下的机动车尾气CO、CO2排放规律。