基础设施快速检测是城市轨道交通运营安全的重要保障。针对既有轨道交通列车运行控制系统列车定位精度低、无法满足自动巡检车需求的难题,本论文设计了一种基于多传感器融合的车载高精度实时定位技术。可以实现厘米级定位精度,为巡检车自动驾驶及动态检测数据高精度定位提供支持。为修正因车体蛇形、空转和打滑造成的里程累计误差,以及能够实现巡检车各项检测系统采集的线路数据保持时空同步,确保采集信息有意义,本文设计了一种基于多传感器融合的定位技术,然后给出了定位系统的总体方案设计,主要包括系统硬件设计和高精度定位算法。系统硬件设计包括传感器选型、各功能模块组成以及工作原理,算法设计基于多传感器融合,由初始定位和实时定位两部分组成,定位算法也是本论文的主要创新点,并规定了系统预期的各级定位精度以及实现隧道现场实时定位的要求。为了能实现检测车的实时定位,本文搭建了一个高效可靠,能够实时采集与数据处理的硬件平台,在实验室已有定位系统基础上优化并新增了传感器;主要设计了轮轴计数器和激光位移器的数据采集模块,包括与FPGA的接口设计以及内部采集逻辑电路设计;最后编写了各传感器采集板卡对应的软件驱动及各函数调用详解。高精度定位算法分为初始定位和实时定位两部分,初始定位是基于RANSAC算法和车体姿态补偿提取隧道断面环境特征,然后通过粒子滤波处理FastSLAM问题,包括运动模型和观测模型的建立以及重要性权值计算。实时定位算法主要基于组“窗”思想,结合初始定位的公里标和道岔/扣件的轨道特征,实现基准曲线与实时曲线的修正匹配。并在算法中消除了因车体蛇形、空转、打滑等造成的里程累计误差以及扣件的漏检和误检造成的匹配错位误差。最后为验证定位系统的精度和可靠性,前期在实验室环境结合仿真模型进行调试,后期在广州地铁现场进行数据校验。实验结果表明,初始定位精度可达土0.3m,实时定位精度可达±10cm。实现了在庞大地铁线路数据库中的高精度实时定位,达到了预期要求。