安全、高效的调车作业对铁路运输有着重要意义。无线调车机车信号和监控系统STP(Shunting Train Protection)有效的解决了专用调机在固定调车场、本务机在中间站调车作业的安全防护,为调车作业提供了安全有效的防护保障。系统中车列的精准定位直接决定总系统安全防护功能的实现,而目前系统采用的定位方式较为单一,且设备成本、维护费用高,给运营成本带来额外负担,如何在满足车列定位精度的同时降低运营、维护成本,对无线调车机车监控系统有着重要发展意义。差分全球定位系统DGPS(Difference Global Positioning System)的快速发展为车列精准定位提供了一种有效的解决方案。本论文将DGPS定位技术应用到STP系统中,对虚拟应答器和车列站场定位进行设计与实现,对STP定位系统中存在的不足进行优化。论文主要完成以下三部分研究工作:首先设计并实现虚拟应答器功能。虚拟应答器实际上是一套车载设备,通过软件处理DGPS的定位信息,输出与实际应答器具有相同功能的应答器报文,实现虚拟应答器替代实体应答器的功能。本文完成虚拟应答器模块结构设计,并通过对虚拟应答器坐标值获取方法的研究,完成虚拟应答器获取及报文发送的功能。其次设计车列定位功能。首先对车列中的机车在站场中运行轨迹获取方法进行设计实现,其次对作业过程中实时变化的车列长度计算提出新的算法,最终实现整个车列在站场、轨道区段中的精准定位,为STP系统目标安全防护提供准确数据输入。最后完成虚拟应答器和车列定位功能的验证测试。为验证虚拟应答器在现场能够完全代替实体应答器和车列定位功能,论文设计测试方案,进行测试环境搭建,并选取满足测试要求的站场进行测试,对车列定位精度和应答器发送报文信息等参数进行测试,以验证虚拟应答机和机车定位的各项性能。通过对DGPS在无线调车监控系统的引入研究,实现了虚拟应答器和车列定位两项功能,对无线调车监控系统进行优化设计,提高整个系统的定位精度及系统可靠性的同时,降低运营成本,减少维护工作量,使优化后的STP系统具有更强的市场竞争力和广阔的发展前景。