为提高铁路轨道几何平顺性参数的测量效率,国内相关单位研制了具有坐标测量功能的动态(全站仪+惯导型)轨检仪,可以对轨道进行动态测量。但目前这种动态轨检仪未在行业内广泛应用,主要是因为其测量原理、模式等还未完全得到行业认可,测量数据稳定性和测量精度也未得到全面测试。因此,很有必要对动态轨检仪的轨道测量原理和过程,及其轨道测量数据的稳定性、轨道测量精度和适用性等方面进行研究。本文研究了免置平全站仪在轨道测量中的作用及其工作原理。首先研究了免置平全站仪在惯导型轨检仪轨道测量过程中的坐标系、观测值及坐标计算模型;之后研究了免置平全站仪自由设站测量坐标转换算法,并通过动态轨检仪在轨道测量中免置平全站仪采集的实测数据,通过编程计算验证了本文研究的免置平全站仪自由设站测量坐标转换模型的正确及优异性;最后探讨了免置平全站仪自由设站测量设站点三维坐标中误差的计算方法,并通过实测数据论证了本文研究的免置平全站仪自由设站测量坐标转换模型可应用于任意旋转角的免置平全站仪的轨道测量过程中,可以得到高精度的工程坐标系下的站心坐标。通过在成都地铁5号线上建立轨检仪测试场,对某型号的动态轨检仪轨道测量精度进行综合的测试,研究了该动态轨检仪轨道测量数据的稳定性及其精度,得出:(1)该动态轨检仪重复测量的轨距、超高和三维坐标数据的稳定性好、内符合精度高;(2)该动态轨检仪超高和轨距测量的外符合精度(与0级轨道尺测量的轨距和超高对比差值的中误差)可以达到较高的精度(≤0.3mm),其轨道三维坐标测量的外符合精度(与GRP1000轨检仪测量的轨道三维坐标及水准仪测量的轨顶面高程对比差值的中误差)可以达到较高精度(≤1.5mm)的结论。分析了动态轨检仪在某高铁线路轨道测量中的精度情况和适用性。将具有坐标测量功能的动态轨检仪应用在某运营期高铁线路,在不同线形下进行轨道测量,同时用SGJT-SRI1静态轨检仪对同一段轨道进行测量,对获得的轨道测量数据进行处理与对比分析。通过对动态轨检仪在某运营期高铁轨道不同线形下(含纵坡、竖曲线、直线和平面曲线段)的测量数据(横向坐标、轨顶高程、轨距、超高、扭曲、不同弦长的轨向和高低)综合分析表明:具有坐标测量功能的动态轨检仪可以进行时速250km(含)以下铁路的相对及绝对位置的轨道测量。