随着科技的快速发展,对列车定位技术提出了更加严苛的要求,采用单一的导航定位技术已经无法满足对列车的精准定位。随着2020年我国北斗卫星组网的完成,将卫星组合导航定位系统应用到我国列车定位技术中的条件已经逐渐成熟。通过进一步提高现有列车的导航定位设备,满足更高时速列车对定位精度的要求,是进一步保证列车安全稳定运行的发展方向。论文围绕列车组合定位系统的关键问题展开研究,提出通过改变“θ”型谐振腔光学陀螺结构内的椭圆角度,提高其输出精度。研究北斗弱信号的捕获、跟踪算法。设计基于数字电子地图的BDS/INS组合导航列车自定位模型,并在此基础上提出适用于数字电子地图辅助的BDS/INS列车自定位MLAUKF滤波算法,实现了定位算法的优化和信息的有效融合。论文对基于数字电子地图辅助的BDS/INS列车自定位算法进行了深入研究,主要研究内容和创新点如下:（1）针对列车振动基座下光学陀螺输出精度低的问题,提出“θ”型谐振腔光学陀螺结构,通过调节谐振腔中椭圆结构的倾斜角度破坏结构的对称性,产生明显的法诺共振效应,从而提高光学陀螺输出精度。通过对加速度计的力学特性分析,提出用镍铬合金代替硅作为MEMS加速度计金属片及引线柱加工材料,并结合实际工程需要提出了一套可行的工艺流程方案,设计了加速度计版图和阵列图。并注重对加速度计的噪声种类进行了分析,提出基于小波变换的Kalman滤波除噪方法。（2）在深入分析圆周相关补零机理的基础上,结合快速搜索随机树的思想,提出基于改进的FMDBZP算法北斗导航接收机弱信号捕获方法。该算法通过建立随机树搜索的导航数据位筛选机制,最终通过快速搜索随机树的规划路径得到最优路径搜索的办法来保留最可能的导航数据位结果,从而达到减小计算量的目的,并且解决了块内点数与傅里叶变换输入点数之间计算量大的缺点,结果表明该捕获方法在完全不牺牲捕获精度的前提下,进一步减小计算量的同时可以提高北斗接收机捕获卫星信号的速度。（3）在深入研究码跟踪与载波跟踪相结合的跟踪环路基础上,提出基于EKF滤波的融合式码跟踪与载波频率跟踪的北斗信号跟踪环路方法。构建以码跟踪与载波跟踪环路中相关积分值为观测量的EKF滤波算法,并利用输出的滤波估计量进行状态反馈控制。该算法能够自适应列车运行过程中北斗信号强度的变化,准确地跟踪列车运行过程中北斗弱信号及高动态下的北斗信号变化,从而有效降低跟踪误差,保证在列车运行过程中北斗信号跟踪的稳定性。（4）针对BDS/INS列车定位模型,提出一种基于极大似然准则的BDS/INS深组合列车定位自适应MLAUKF非线性滤波算法通过估计摄动后Q和R,调整增益矩阵,增强算法在动态下自适应能力,提高参数的估计精度。按照模块化的原则设计北斗捕获与跟踪一体化软件,通过北斗卫星硬件模块,验证了捕获与跟踪算法的正确性和可靠性。数字电子地图辅助BDS/INS列车自定位一体化软件,验证论文所提出算法的可行性。论文主要完成了列车运行轨迹、列车动基座INS误差分析、北斗信号的捕获与跟踪,自定位模型的建立以及MLAUKF滤波算法的性能仿真。同时,通过现场实验,结果表明采用数字电子地图辅助的BDS/INS列车自定位能够实现北斗弱信号情况下的列车精准定位,其研究成果可为组合导航定位技术在列车运行控制系统中的应用提供参考和借鉴。