随着通信技术尤其是无线电技术的日趋成熟,以此技术为背景的列车运行控制系统成为人们研究的热点。在列车运行控制系统中,列车定位技术是必要技术之一,要使得列车能够高效和安全的运行,就必须获取精确可靠的列车位置信息。因此对列车定位技术进行研究有着重要的实际意义。目前,列车定位技术种类颇多,它们各自都能在某种程度上满足特定的列车定位需求,也存在各自的固有缺陷。例如在城市轨道交通以及隧道中,传统的GNSS定位技术将受到环境的限制而无法发挥作用,目前广泛采用的应答-查询器的定位方法的信息传递是间断的,无法满足实时获取列车位置信息的要求,并且还要布设大量的传感器。面对新型列车控制系统低密度轨旁设备、移动闭塞、高精度和高可靠的列车定位要求,单一的定位技术均无法全面满足上述要求。多源信息融合实现各定位信息源之间的优势互补是列车定位技术的发展趋势。本文利用轨道几何特征（轨道姿态和轨距）这一新的特征信号来进行匹配定位,变化幅度过大的轨道姿态（及轨道不平顺）和轨距对列车运行安全和舒适性来说是应当避免的“有害信号”,但对于定位应用却是可资利用的信号资源。本文发掘其定位潜力,用于辅助列车定位系统,实现“变废为宝”。本文将不同数据率的传感器和不同时间采集的数据统一到空间同一里程点位置,使得多次测量的数据具备位置关联性。采用计算最大皮尔森相关系数的方法求取背景数据和匹配数据之间的最佳匹配位置,在此基础上分析了几种轨道几何特征的匹配定位精度,并讨论了影响定位精度的因素,对参数进行了优化,实现了亚米级的列车匹配定位精度。具体设计了轨道几何特征匹配/INS/里程计多信息融合列车定位算法方案,一方面,在给定初始概略位置（粗定位）的情况下,IMU/里程计自主导航解算得到列车里程预测值,作为轨道几何特征的局部里程索引。另一方面,IMU结合轨距传感器实测轨道几何特征并与背景特征地图匹配获取里程外部观测;通过Kalman滤波对惯性导航和匹配定位进行融合处理,得到校正后的精确里程（即定位信息）,并在线估计和补偿IMU的传感器误差。通过在轨检小车平台和列车平台上搭载多套不同等级的惯导和其它传感器进行数据采集实验,对算法模型进行了验证和优化。分析了不同等级惯导采集数据处理后的姿态在里程维度上的重复性,同时分析了不同里程长度轨道几何特征匹配窗口对定位结果的影响。