铁路网想要与全面建设小康社会的目标相符合，它的规模必须得扩大，它的结构必须的完善，它的质量必须的提高，运输能力的快速扩充，装备能力也必须的提升。高铁的大规模建设对促进经济社会发展的作用是巨大的，但随着高铁运输和业务量的扩大，高铁效益问题日益严峻。如何降低成本、提高运营效益成为高铁建设者、运营者及科技研究人员面临的现实难题。目前，依靠轨旁设备的定位方式，使得铁路成本提高，同时，其维护压力也大。从技术的层面上来讲，它很难与现代高速列车的定位的需求相适应。本文研究GNSS在高速列车应用中存在的某些待解决问题。探讨以CTCS3为基础，建立基于GNSS的高速列车多源信息融合定位模型,分析了高速列车运行的工程特征，采用以GNSS/INS为主的多传感器组合定位方法，提出一种更为有效的基于PF与CKF的非线性混合算法(CPF)，解决GNSS定位有效性和精准性问题。详细分析了当前的GNSS/INS组合导航的常见算法，同时与本文的CPF算法比较，发现基于PF与CKF的非线性混合算法(CPF)能适应于GNSS/INS，而且比其他滤波算法有更好的导航精度以及实用性。本论文研究将为我国高速铁路列控系统理论与应用研究奠定基础，为高速列车定位过程模型的建立以及模型的优化探索新的方法。