随着我国高速铁路的发展,列车运行安全受到越来越高的重视。列车运行控制系统在运行过程中不可避免的出现无法预知的失效、故障、失误等情况,对于高速列车,微小的失误就可能造成灾难性的后果。因此完全依靠列车运行控制系统行车并不能保证足够的安全,列车追踪预警系统由此出现。高速铁路列车追踪接近预警系统能够实现高速铁路列车的防撞预警。整个系统由车载设备、地面设备和无线传输设备三部分组成。车载设备负责列车自主定位,地面设备负责列车的位置逻辑计算,无线传输设备保证车地通信的可靠稳定。车载设备是系统的重要组成部分,车载设备接收GPS接收机输出的定位信息,经过与电子地图数据库进行地图匹配,计算出列车的公里标,然后与里程计融合得到最终的列车位置。将数据通过无线传输设备发送到地面的预警服务器,并接收来自预警服务器的前方列车位置信息与列车运行预警信息,通过列车预警显示设备提供给司机安全预警信息。论文的主要工作有：(1)提出预警系统的整体设计方案和系统的设计原则；(2)研究系统中使用的关键技术；(3)重点研究列车组合定位算法；(4)实现系统的车载设备；(5)对系统的性能和功能进行测试。本论文对高速铁路列车追踪接近预警系统的组成、工作原理进行介绍,并对系统中使用的列车定位、地图匹配、无线传输等关键技术进行阐述。设计并实现了系统中的车载设备,并对GPS与里程计的组合定位方法、地图匹配技术和安全位置的计算进行重点的分析。最后在汉宜(武汉到宜昌)高铁进行现场实验。对系统的通信性能、GPS接收机的性能以及差分性能进行实验与分析。对地图匹配方案和组合定位性能进行验证。测试结果表明车载设备能够有效的提供列车位置,公里标的误差在8米以内,满足列车定位误差的要求。经过测试,系统能够实现相邻列车运行状态的安全预警,可以实时的显示前车和本车的列车运行状态,实验证明该预警系统具有很高的实际应用价值。