为了保证高速铁路无砟轨道的正常使用,在新线路施工中、整道、检查铺设精度、验收作业质量以及后期维护过程中,需要对轨道参数进行检测。传统人工拉线及大型轨检车等检测方法由于效率和成本问题已经不能满足检测作业需求。研制轨道检测小车并应用于无砟轨道的静态检测,有利于提高作业效率和检测精度,对我国高速铁路无砟轨道的建设具有重要的作用。本文研究了基于轨道基准网(CPⅣ)的轨道检测小车静态检测方法。通过对比轨道基准网(CPⅣ)和轨道控制网(CPⅢ)两种测站方法,验证轨道基准网(CPⅣ)测站的可行性。针对轨道控制网(CPⅢ)测站方法存在的缺陷,提出利用轨道基准网(CPⅣ)下全站仪测站的高精度、高效率的特点,将两个全站仪左右对称且水平安置于轨道检测小车上进行轨道参数检测的新测量方法。轨道检测小车通过上方安置的全站仪自动照准并追踪CPⅣ轨道基准网点,更高效、便捷地测量出小车的三维绝对坐标,结合里程传感器、轨距传感器、超高传感器以及专用便携计算机等其它先进检测和数据处理设备,测量并换算出里程、轨距、超高、扭曲、中线坐标、轨向、高低等轨道参数。最后,确定测量方案并建立各轨道参数相应的数学模型,在此基础上完成了轨道检测小车测量设备的选型和整体机械结构的设计。针对轨道状况(如水泥、灌浆等残留物、小车倾斜)对检测结果的影响,将计算机视觉检测系统应用于轨道检测小车,实现轨道状况的实时监控。本文完成了计算机视觉检测设备的选用和安置以及相应前处理工作,并在matlab软件上完成了程序的编写,实现了轨道状况的图像采集、图像处理、图像识别以及数据有效性的智能判断。