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采用GPS接收机及惯性测量单元构成列车组合定位系统，系统包括传感器输入层、故障检测与隔离层、数据融合层和输出层4个部分。给出GPS接收机、惯性测量单元等定位传感器的位置解算方法；设计采用H∞鲁棒滤波方法的数据融合算法；采用小波变换方法进行组合系统故障检测，确定故障隔离及系统重构策略。对列车组合定位系统进行现场测试和仿真验证结果表明：在复杂的列车运行环境及干扰条件下，该系统能够实现高精度高可靠性的列车定位；定位误差较采用传统的Kalman滤波方法更为稳定；组合系统能够有效实现故障检测并根据故障隔离策略重构系