本发明公开了一种基于卡尔曼滤波算法的数字孪生无砟轨道优化方法。涉及无砟轨道领域。为提高轨道板安全运行，本发明包括步骤：基于卡尔曼滤波算法，建立无砟轨道板数字孪生分析预测系统；根据气候环境参数与轨道板结构参数，利用现代控制理论建立模型的状态空间方程，对服役参数进行预测，得到符合当前轨道板服役状态的新优化方案；基于有限元热结构耦合方法，建立无砟轨道虚拟样机模型，对无砟轨道板系统进行仿真分析，对新优化方案进行验证；更新当前方案，直至得到符合当前甚至未来某段时间内的新优化方案。本技术方案在进行优化设计的同时，能够对现有的无砟轨道服役性能进行监测和预测，保证无砟轨道运行的安全性，避免监测和预测的滞后。