随着国家对高速铁路规划的逐渐推进,高速铁路建设得到了迅速的发展,同时这也给高速铁路的维护与保养工作带了巨大的挑战。目前针对中长段的高速铁路轨道检测方式主要采用检测技术比较先进的轨道检测车,该检测设备检测效率、自动化程度以及检测精度都比较高,尚可满足中长段高速铁路轨道检测的需要,但是对于短距离的轨道检测方式仍然采用传统的人工检测。由于传统的人工检测检测效率以及测量精度不高等种种弊端已不能满足现代化高速轨道检测的标准要求。为了保障在有限的天窗时间内能够快速准确的完成轨道检测,因此需要一种针对短距离轨道检测的高精度自动检测设备。在这种需求下中国航空航天工业集团下属的西安飞行自动控制研究所与我校共同研发一种高精度动态轨检设备。本文所研究的基于双目立体摄影测量的高铁CPIII精确定位系统就是由此而产生的。本文主要围绕定位系统的整体结构设计,测量原理以及标定方法而进行展开的。首先本文详细的介绍了该定位系统的整体设计方案,并且分别介绍了其硬件系统、软件系统以及通信系统的设计;然后通过建立系统传感器结构参数模型,深入的研究了结构参数对系统测量误差的影响,同时根据测量误差的分析以及系统的设计要求确定出了系统的整体结构参数;其次深入研究了双目立体摄影测量的原理,并在此基础上提出了应用于本系统的测量方法,通过将线性相机成像模型进行非线性化更好的描述了相机的真实成像模型,从而提高了系统测量的准确性,并通过现场动态试验数据的分析验证了本定位系统的可行性和稳定性;再次基于传统的相机标定方法提出了针对于本系统的相机标定方法——隐参数法,并通过对大量的标定实验数据,验证了本系统标定方法的可行性。