随着城市轨道交通的迅速发展,地铁出行已经成为城市居民最为便捷重要的交通方式。列车定位技术是目前我国国内大部分城市地铁的安全控制系统稳定运行的基础。针对国内主流的轨道电路、轨间电缆等列车定位技术都存在设备铺设复杂、成本高昂、后期维护繁琐的问题,并且根据地铁运行的特性,本文提出基于捷联惯导和地磁测量的地铁列车定位方法,为列车定位探索一种低廉有效的解决方案。本文首先对捷联惯导系统的工作原理和地磁测姿的基本原理进行介绍,包括坐标系的建立、捷联惯导导航解算流程、磁传感器的安装及测姿原理等。特别分析了地磁测量的误差来源及补偿方法。随后对两种类型传感器的数据进行数据融合组合,利用互补滤波的方法求解列车实时的姿态信息。然后根据求得的姿态角,对加速度计的输出进行分解,设计用于列车定位的卡尔曼滤波器。其中特别考虑了地铁运行时轨道固定已知的特性,研究了如何提取轨道的特征信息,并将这一先验信息加入到系统的状态方程中,也对状态向量进行约束,推导了带约束条件的卡尔曼滤波方程。接下来搭建了地铁定位系统的开发平台,包括硬件平台的搭建和软件程序的设计。硬件方面对硬件各模块的器件选型及性能进行了说明,软件部分先对应搭建的硬件平台进行驱动程序设计,在此基础上对系统其他各个功能模块的子程序进行设计,主要有通信子程序和列车定位子程序。最后对设计的列车定位系统的通信性能、解算速率以及定位效果进行调试验证。通过实验,与纯SINS定位解算作对比,验证了所设计的捷联惯导和地磁组合的,轨道约束下地铁列车定位算法的准确性和稳定性,为地铁列车定位的方法进行了开创性的探索。