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针对5种主次吸收峰严重交叠的红外混合气体定量分析问题，提出一种基于高阶累积量的特征提取方法，该方法将重叠的吸收谱线映射到彼此相互分开的四阶累积量谱空间；利用提取的特征向量，提出一种基于正则化统计学习理论的支持向量机的多维数据建模方法，在小样本下有效地提高了模型的精度和迭代的收敛速度。实验结果表明，该方法使系统的引用误差小于4％，因而能满足外场使用的要求。