随着我国高速铁路的建设与运营里程的增加,人们的出行变得越来越方便快捷,与此同时,人们对于乘车舒适度和安全度越来越高。然而,铁路轨道不平顺是影响列车行驶快慢和安稳性的一项重要指标。目前对于铁路轨道不平顺性检测的手段主要包括以下几种:大型综合高速轨检车、便携式轨检小车、弦线与道尺等。但是每一种方式都存在缺点,大型综合高速轨检车虽然可测线路整体状况,但无法对局部以及重点路段进行精确测量,而且综合轨检车数量少、技术复杂,成本高昂。便携式轨检小车可精确测量小区域的线路状况,但是作业效率低,而且精度受外界因素(CPIII点位精度、温度、风力等)影响较大,且每次迁站只能测量60m左右,无法进行长波的检测。弦线与道尺手段落后,效率低且受人为因素影响较大。因此铁路的快速发展使得传统的轨道检测手段越来越难以满足现实的应用需要,迫切需要一种新的轨道平顺性检测手段来提高人工检测效率和精度。目前集全球卫星导航系统(GNSS,Global Navigation Satellite System)和惯性导航系统(INS,Inertial Navigation System)于一体的定位测姿系统(POS,Positioning and Orientation System)主要应用于航空遥感和车载移动测量,随着惯导设备精度的提高,POS系统得到的点位精度也逐步提升。POS系统可直接输出载体高精度的三维位置和姿态角信息,顾及到INS的高采样率特性,依次综合考虑离散点位置和姿态信息便可重绘出载体的运动轨迹。这正是铁路检测所需要的,载体平台和轨道之间无缝运动,载体平台的轨迹便可代表轨道的几何形状,既可以得到高精度的数据结果,又可以提高效率,达到轨道几何状态检测的目的。本文对GNSS/INS组合POS系统应用在轨道不平顺检测上的进行了研究和实验分析,具体如下:(1)使用载波相位观测量进行双差差分解算,获得惯导小车接收机的的位置、速度值,并按照铁路实际线路进行线形拟合,得到与测量轨道匹配的离散点。(2)使用高阶卡尔曼平滑滤波算法,将拟合的GNSS结果与惯导采集的原始数据进行事后松组合,采用正向-逆向-正向三向滤波平滑优化方式,得到更高精度的离散点坐标以及姿态信息,并在滤波算法中对惯导设备的初始安装误差角进行校正。(3)对组合结果通过惯导小车设计参数、测量的轨距值等信息转换到计算轨检参数的CPIII控制点所处的当地水平坐标系下,从而得到左右轨道面坐标及轨道中心线坐标,计算检测轨道平顺性的各参数值(超高、轨向、高低等)。(4)通过对处理结果进行对比分析,发现每一趟计算的姿态角间、每一趟计算轨检不平顺性参数值之间非常的一致,与传统手段道尺设备采集的数据对比结果也很一致,与便携式轨检小车获得的结果进行精度对比实验,得出各轨检不平顺性参数计算结果吻合且精度相当,从而验证该手段的有效性以及可行性。