近年来随着我国高速列车的发展及高速重载铁路的建设,列车与轨道之间的相互作用越来越强,这导致轨道的不平顺性成为影响列车舒适性和安全性的重要因素。轨道的不平顺一般出现在高低、水平、轨向等方面,其中轨道高低不平顺作为一种轨道损伤形式,广泛存在于全国铁路范围内。目前我国铁路工务段对于轨道高低不平顺的检测主要采用轨道平顺度测量仪和轨道波磨尺等静态测量方法。此种方法需人工操作,自动化程度低并且还存在漏检等情况,因此研究出一套轨道高低不平顺自动检测系统有重要的意义。本文的主要研究工作如下:1)介绍了常用的轨道高低不平顺检测方法惯性基准法和弦测法的测量原理,详细分析了二点弦测法、三点弦测法、四点弦测法的幅频特性,指出了每种方法所适用的轨道高低不平顺复原波段范围。提出了本系统四点偏弦法和10m弦检测法相结合的广域高低不平顺检测方案。2)详细分析了表桥法的测量原理以及误差来源,本着表桥法最小误差和四点偏弦法有良好的传递函数的原则,对测量方案的弦长分割比进行确定。3)提出了改进的拉达准则对测量中的粗大误差数据进行识别并修复,采用经验模态分解法(EMD)去除数据中的低频趋势项,利用最小二乘法设计FIR逆滤波器对轨道高低不平顺波形进行复原,介绍了在matlab环境下利用最小二乘法设计FIR逆滤波器的步骤。4)选定了轨道高低不平顺评价标准,对测量结果进行了评价。本文研究了轨道高低不平顺测量方法和数据处理方法,提出了切实可行的轨道高低不平顺测量方案,并从硬件和软件两方面对检测系统进行设计。通过仿真实验和实测实验对本检测系统10m弦检测精度和短波段高低不平顺复原精度进行验证。其中30-100mm、100-300mm、300-1000mm波段复原最大误差分别为2lμm、30μm、33μm、66μm;10m弦检测值峰值最大误差为1.27mm。基本满足了目标指标。