在当今社会,全球经济快速发展,铁路运输行业在国民经济的发展中地位日趋重要,及时和准确地获取列车(调车)位置信息,保障列车(调车)安全、有效运行的列车定位技术成为铁路通信信号行车安全和调度指挥系统中关键的一环。而铁路运输行业在向高速、快捷的方向发展的同时,对列车(调车)定位技术的准确度也提出了更高的要求。GPS全球导航卫星定位系统以其成熟、可靠、准确的定位技术目前已经在交通运输、勘测和大地测量技术等领域得到了广泛的应用,但在铁路系统中的应用目前仍处于起步阶段。本文结合我国铁路行业的发展现状,重点研究了基于GPS定位技术的调车机车安全防护系统。本文完成的主要工作如下：(1)分析了目前国内外机车定位系统的研究发展和应用现状,并对GPS全球定位系统的原理、误差分析以及地图匹配算法进行了论述；(2)根据GPS全球定位系统的技术原理,结合目前我国铁路系统编组站的实际情况,对目前我国铁路编组站基于GPS定位的调车机车安全防护系统存在的需求进行了分析,并根据这种需求及编组站站场现有设备条件进行该系统的整体设计,包括系统的整体架构、工作流程；(3)对系统的关键部分进行了详细设计和实现,包括各部分的硬件设备选型,系统运行过程中软件运行的初始定位算法,以及定位跟踪算法等；(4)结合工作实际情况,对基于GPS定位系统的调车机车安全防护系统在铁路编组站调车机车设备上的实际应用与效果进行了分析和展示。目前,为提高列车定位系统中信息反馈的及时性,减少信息误差,本文工作是在“信息化”、“智能化”列车(调车)控制系统领域的一个有益尝试,本文设计开发的基于GPS定位的调车机车安全防护系统已在实际应用中发挥了积极作用。