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列车实时定位是列车控制系统的重要环节。针对列车定位系统中模型不确定性和外部干扰不确定性，提出了一种基于鲁棒估计理论的列车组合定位方法。给出了随机不确定多传感器融合系统的数学模型描述。根据离散系统有界实引理、Schur补定理及线性矩阵不等式求解技术，得到了一个针对该类多传感器系统H∞融合滤波器的存在性定理，并在该定理基础上得到基于H∞滤波理论和方法的分布式多传感器信息融合滤波器。仿真结果表明，该组合定位系统能够满足列车定位的精度要求，能够在不同定位条件下保证定位高效与安全，为提高列车组合定位系统的鲁棒性，进