【摘要】：自2010年起,為了向?qū)嶒?yàn)用戶提供亮度更高、束流穩(wěn)定性更好的同步輻射光,在中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)科大的共同支持下,國(guó)家同步輻射實(shí)驗(yàn)室(NSRL)在現(xiàn)有建筑基礎(chǔ)上,對(duì)合肥光源(HLS)儲(chǔ)存環(huán)進(jìn)行重大升級(jí)改造(HLS Ⅱ)。測(cè)量準(zhǔn)直工作貫穿著整個(gè)升級(jí)改造工程的建設(shè)周期,關(guān)鍵元件的高精度安裝定位是保證整個(gè)升級(jí)改造工程順利實(shí)施的前提。本論文課題承擔(dān)了此次升級(jí)改造工程測(cè)量準(zhǔn)直的所有工作,從工程控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)布設(shè)到主要元件的預(yù)準(zhǔn)直測(cè)量,再到每一個(gè)元件的安裝調(diào)節(jié)準(zhǔn)直。為了提高工作效率,在所有元件調(diào)節(jié)完畢后,對(duì)儲(chǔ)存環(huán)磁鐵中心軌道平滑方法進(jìn)行了研究。為了提高測(cè)量精度,搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)激光跟蹤儀的測(cè)量精度進(jìn)行了研究。本論文工作主要包括以下幾個(gè)方面：根據(jù)合肥光源的實(shí)際結(jié)構(gòu)特點(diǎn),結(jié)合原有控制網(wǎng)點(diǎn)的布設(shè)情況,對(duì)測(cè)量準(zhǔn)直工程控制網(wǎng)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),并對(duì)一級(jí)平面控制網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化分析。通過(guò)實(shí)際測(cè)量和數(shù)據(jù)處理,分別對(duì)一級(jí)平面控制網(wǎng)、高程控制網(wǎng)、二級(jí)三維控制網(wǎng)進(jìn)行平差計(jì)算和精度評(píng)定。結(jié)合合肥光源升級(jí)改造工程的實(shí)際工作,對(duì)三維控制網(wǎng)平差方法進(jìn)行了深入分析,闡述了三維平差、基于赫爾默特方差分量估計(jì)的三維平差、聯(lián)合空間三維平差(USMN)的算法流程：并以合肥光源測(cè)量準(zhǔn)直控制網(wǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行不同方法的平差處理,通過(guò)對(duì)平差結(jié)果的分析比較,進(jìn)一步揭示了三種平差方法的異同。對(duì)主要元件如加速管、磁鐵、波蕩器等進(jìn)行了預(yù)準(zhǔn)直工作,并對(duì)預(yù)準(zhǔn)直過(guò)程進(jìn)行誤差分析。對(duì)基于全局坐標(biāo)系的元件安裝方法和基于元件坐標(biāo)系的元件安裝方法進(jìn)行了分析比較,在實(shí)際安裝過(guò)程中,結(jié)合合肥光源的建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn),合理使用這兩種不同的安裝準(zhǔn)直方法,保證了安裝準(zhǔn)直精度,提高了工作效率。在粒子加速器的安裝調(diào)節(jié)過(guò)程中,相對(duì)于絕對(duì)定位精度而言,相鄰元件的相對(duì)定位精度更為重要。為了進(jìn)一步提高安裝準(zhǔn)直工作的效率,通過(guò)分析借鑒世界上幾種主流磁鐵中心軌道平滑方法的優(yōu)點(diǎn)和劣勢(shì),提出一種新的軌道平滑方法,這種方法基于最小二乘法擬合和迭代分析,不需要復(fù)雜的預(yù)定義函數(shù)和公式推導(dǎo),具有跟低通濾波法和樣條曲線擬合等平滑方法相似的工作效率。整個(gè)分析過(guò)程可以用MATLAB程序進(jìn)行計(jì)算,極大提高了準(zhǔn)直調(diào)節(jié)效率。在升級(jí)改造工程試運(yùn)行一年半、正式運(yùn)行半年后,對(duì)合肥光源的準(zhǔn)直工程控制網(wǎng)和主要元件進(jìn)行復(fù)測(cè),并結(jié)合安裝準(zhǔn)直結(jié)束后的測(cè)量結(jié)果對(duì)合肥光源整體進(jìn)行變形分析。在準(zhǔn)直測(cè)量工作前、工作過(guò)程中以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量環(huán)節(jié),需要經(jīng)常性的對(duì)測(cè)量?jī)x器的精度進(jìn)行檢測(cè)、校準(zhǔn)。結(jié)合國(guó)家同步輻射實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)有軟硬件條件,搭建儀器標(biāo)定實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)激光跟蹤儀的測(cè)距和測(cè)角精度進(jìn)行檢定。研究了激光跟蹤儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量不確定度檢測(cè)方法。通過(guò)高精度溫濕度傳感器,研究了環(huán)境因素對(duì)激光跟蹤儀測(cè)量結(jié)果的影響。綜合上述工作內(nèi)容,本文的主要貢獻(xiàn)和創(chuàng)新點(diǎn)包括：(1)具體闡述了聯(lián)合空間三維平差方法的細(xì)節(jié)流程,從多儀器測(cè)站測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)融合到從優(yōu)化結(jié)果中提取不確定度,再到解算空間測(cè)量不確定度,并基于合肥光源控制網(wǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行不同方法平差計(jì)算,比較了不同平差方法的差異；(2)結(jié)合合肥光源的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),提出一種新的磁鐵軌道平滑方法,這種平滑方法可以根據(jù)粒子加速器的實(shí)際結(jié)構(gòu)形狀,推廣到別的粒子加速器軌道平滑分析中：(3)搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)激光跟蹤儀進(jìn)行精度檢定,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)不確定度檢定方法進(jìn)行研究,研究了環(huán)境因素對(duì)跟蹤儀測(cè)量結(jié)果的影響,基本實(shí)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部對(duì)激光跟蹤儀等高精度測(cè)量?jī)x器進(jìn)行精度標(biāo)定分析。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TL506
【圖文】：

圖２．邋５邋Ｌｅｉｃａ激化跟蹤儀結(jié)構(gòu)逡逑其坐標(biāo)測(cè)量原理用圖２．６可レッ簡(jiǎn)單表示，將反射器放置于空間中某一位置．逡逑

圖２．邋７全站儀測(cè)量原理逡逑相位法測(cè)距是測(cè)定儀器發(fā)出的連續(xù)正弦信號(hào)在被測(cè)距離上往返傳巧所產(chǎn)生逡逑

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