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我国高速铁路建设中大量使用无砟轨道，其稳定和耐久的优点为铁路轨道提供了一种结构形式。由于在轨道铺设过程中需要很高的精度，因而利用高精度仪器对轨道进行精调处理便是一个急需的任务了。目前在我国各地的高速铁路建设中，对轨道精调基本采用的是德国厂家生产的标准轨道检测小车和相关配套的系统软件，虽然技术方面比较先进，但是售后服务和保障维修等方面存在严重迟缓。在国内由于这方面的研究还比较滞后，长安大学与西安远景智能控制有限公司在对我国无砟轨道建设需求深入研究的基础上，通过对国内外同类技术的广泛比较和消化，开发出一套高速铁路无砟轨道三维检测系统，在某施工现场已进行试验分析，得出的数据符合相关要求。文章针对测量小车内部和外部几何参数，建立了无砟轨道三维检测的数学模型，对无砟轨道三维检测系统架构、原理及系统界面进行了设计，在Visual C++平台上进行软件集成并得到实现。我们研究了三维检测系统的误差来源，建立了无砟轨道检测中误差影响的数学模型，并提出了削弱误差影响的解决办法。在轨道检测的基础之上，我们又拓展开发出高速铁路底座板高程自动测量设备及相关软件。运用标架小车测量底座板某一横截面上四个主要点的高程，从而推断这一横截面高程的误差。系统对输入数据结构、全站仪通讯等关键技术都做了全面分析和说明，通过与水准测量的数据做对比，得出了此系统符合底座板高程测量要求的结论。最后，我们阐述了底座板高程测量系统的硬件设施与工作流程，并展示了系统界面。介绍了系统中的函数，其用来保证全站仪与测量标架车的通讯及自动化测量程序的顺利进行。