轨道检查仪(简称轨检仪)是检测轨道几何参数的小型仪器,采用接触式测量方案,测量时测量轮需始终与两侧钢轨的内侧作用边和轨顶面保持密切的接触,可以达到很高的测量精度。但是,由于测量轮需与钢轨接触,钢轨顶面剥落掉块、钢轨侧面肥边、钢轨焊接接头等会导致测量轮产生振动、冲击甚至瞬间脱离接触的情况发生,从而引起测量数据的异常,其影响随测量速度的提高而加剧,因此,轨检仪采用的是手动推行的工作方式,典型检测速度4～8km/h,工作效率较低。铁路工务部门迫切希望能将轨道几何参数的检测速度提高到15km/h左右,以保证能够在一个天窗点内完成一个线路区间的检测作业,因而提出轨道轨距和水平非接触式测量系统的研究任务。本文参考各种相关文献资料,在了解轨道轨距和水平含义的基础上,综合分析了非接触式测量方式在各种仪器上的运用情况,形成了基于轨检仪的非接触式轨道轨距和水平的测量系统设计方案,利用安装在测量梁上的两个线激光传感器和一个倾角传感器进行组合,可通过线结构光法获取轨道轨廓数据,通过倾角传感器获取测量梁的水平姿态数据,并设计了凹台标定法用于标定两线激光传感器的位置关系,建立了以左右轨廓的公切线为轨顶面拟合线的轨距测量算法模型,建立了以左右轨廓相对高差为基础和以倾角传感器获取测量梁水平姿态为基准的轨道水平测量算法,实现了对轨道轨距和水平信息的提取。为了检测非接触式的轨道轨距和水平测量系统的性能,制作了能够安装在轨检仪上的非接触测量系统原理样机,在实验室条件下,对轨道轨距和水平进行了测量,达到了1级轨检仪的轨距和水平测量精度。