目前轨道水平参数的测量遭遇到一个涉及倾角传感器动态响应特性的技术瓶颈,已形成了该核心传感器对美国JEWELL公司产品的高度依赖,且该产品的电磁阻尼技术只是减轻了冲击振荡等的影响程度,仍然存在动态时延、波形异常等严重问题。本课题拟改变轨道检查仪在水平参数测量中单纯依赖倾角传感器性能的技术发展路线,研究和探索基于直测扭曲逆差分的轨道水平多传感器多源信息融合测量创新方案,提高轨道水平的测量精度。首先,研究倾角传感器的性能制约、倾角传感器与MEMS陀螺多传感器信息融合的经济性制约等测量困境,表明现有轨道检查仪对轨道水平参数测量方案创新的技术急迫性。分析轨道检查仪可以增加角度传感器直接测量与轨道水平参数密切相关的轨道扭曲参数,研究其测量特性是否满足动态测量所需性能,进而引入轨道扭曲逆差分获得轨道水平,形成多传感器同步测量轨道水平,并通过多源信息融合解决现有轨道检查仪在轨道水平动态测量中存在的测量缺陷问题。针对此,研究推算扭曲与直测扭曲逆差分水平波形的分段与置信度分析、分段策略的选择方案与波形分段流程。研究DTW算法于本文中的改进应用。从多个角度分别验证波形相似性,避免单一方法验证数据相似性产生错误结论,提出波形分段的评价策略与详细分段方法,并将推算扭曲分段结果映射至直测水平完成直测水平波形分段目标。最后,探究多源信息融合方法与算法实际效果,通过不同置信度水平与其对应直测扭曲进行不同融合策略来改进直测水平的时延缺陷与波形异常测量缺陷。对数据融合水平/直测水平分别与水平真值进行相似性检验分析,验证本算法消除水平动态测量过程中所遇到两种缺陷的有效性、解决制约轨道检查仪水平参数测量性能的严重问题。然后研究算法的鲁棒性,降低轨道检查仪在实际测量中对倾角传感器的精度要求,寻找其他倾角传感器替代美产昂贵的倾角传感器。