随着列车运行控制系统的发展,基于全球卫星导航系统的车载定位方式已成为发展趋势,“基于动态间隔的列车运行控制系统”提出了基于北斗卫星定位、车车通信的列车运行控制方式。因此,需要在现场试验前开展相应功能的实验室测试,构建实验室仿真环境,实现基于卫星导航的列车追踪运行,验证列车在复杂环境场景下卫星定位和追踪性能。本文的主要研究内容包括:（1）研究了基于电子轨道地图的列车路径规划方法。基于固定应用数据建立了电子轨道地图拓扑模型结构,提出了基于深度优先算法的列车运行路径生成方法,基于列车运行路径生成了面向卫星导航仿真的三维轨迹数据。（2）研究了面向卫星定位的列车追踪场景时空关系生成方法。基于列车动力学模型,生成了列车运行轨迹数据的时空关系。设计了面向卫星定位的列车安全包络结构,提出了基于区间限速的优化速度函数模型,进而生成了列车追踪时空关系数据。（3）研究了卫星定位环境场景仿真方法。对列车卫星定位环境场景卫星分布特征进行分析,构建列车卫星定位环境场景库可见性信息,并提出了基于位置触发的卫星定位环境场景生成方法。（4）分析了“基于动态间隔的列车运行控制系统”实验室测试需求,设计了基于卫星定位的列车追踪仿真软件（GNSS-based Train Following Simulation,GTFS）功能、界面以及接口信息等。开发了GTFS软件,按照功能可分为6个模块,分别是:列车路径规划模块、列车时空关系生成模块、列车追踪场景生成模块、卫星定位环境场景模块、列车时空关系生成模块、列车追踪场景生成模块、卫星定位环境场景模块、卫星导航模拟器信号控制模块以及方法及仿真验证模块。本文基于哈木铁路电子轨道地图数据,设计了两个实验室测试序列,分别用于验证卫星定位性能以及列车追踪场景生成性能。卫星定位性能测试序列包含了开阔场景、“半边天”场景、路堑场景以及隧道4种场景;仿真结果表明,列车在开阔场景、“半边天”场景以及路堑场景的定位误差分别为0.71m、1.46m、1.25m（95%置信概率）。列车追踪性能测试序列包含了开阔场景、“半边天”场景以及路堑3种场景;仿真结果表明,列车在“半边天”场景以及路堑场景下达到追踪状态的时间分别为92.9s、84.6s,与对照组开阔场景相比,后行列车抵达柴达尔车站指定位置耗时增加7.2s。本文设计的GTFS软件及两个测试序列满足实验室环境下基于卫星定位追踪测试的需求。图70幅,表24个,参考文献51篇。