铁路一直以来就是国家发展必不可少的交通设施,同时也作为资源型和环境友好型的运输主要方法之一,大力建设铁路已经成为国内各方面的共识。铁路是国民经济发展的重要纽带,近几年我国铁路发展尤为明显,呈现出突飞猛进的发展速度,特别是在高速铁路方面表现的更为明显。铁路的大量发展对铁路以后的养护及维修测量工作提出了更高的要求。所以找到一套适合铁路复测的技术方法尤为重要。车载LiDAR测量技术能够快速、实时、高效的获取既有铁路空间几何信息,可以代替传统的技术应用于铁路复测中去。同时也需要对获取的大量点云数据找到系统、高效、精确的处理方法来获取铁路各要素实时信息。因此,本文利用车载LiDAR测量技术,以轨顶点和铁路线形要素的快速、准确获取为目的,进行了以下研究:(1)阐述了车载LiDAR系统测量原理,基于车载LiDAR技术的既有铁路复测方法,建立基站控制网、标靶控制网来提高获取初始点云数据的精度以满足复测精度要求。(2)综述车载LiDAR点云数据存储方式以及读取方法,点云数据处理的基本方法和理论。首先研究了点云的滤波方法,随后提出一种基于改进最小二乘移动曲面拟合的滤波方法。(3)在滤波的基础上根据LiDAR点云的三维坐标信息和反射强度,并在高程、密度、轨道几何形状约束条件下对轨顶点进行提取,使用区域生长方法对提取出的左右轨顶点进行分离。(4)采用随机采样的方法对轨顶点进行压缩,然后使用定长弦斜率算法并结合rlowess算法对弦斜率点号图进行滤波,对轨顶点准确分段。对相应分段内的点进行正交最小二乘拟合,获取直线和圆曲线参数,结合拟合获取的参数计算相应缓和曲线参数、长度和曲线主点里程。