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光斑中心精确定位技术关系到图像式无砟轨道沉降监测系统的测量精度。针对传统光斑定位技术在对接收靶面受到干扰的不规则光斑图像定位时会产生较大误差的问题，在图像预处理的基础上，依据采集图像灰度呈高斯分布的特点，提出基于重心的灰度分布曲线拟合方法，通过重心法初步定位光斑中心的位置，利用二次曲线拟合灰度高斯分布进一步精确定位激光光斑中心。通过实验及现场测试表明，该方法定位精度高，鲁棒性好，满足图像式无砟轨道沉降监测系统监测精度要求。