加速器準(zhǔn)直測量控制網(wǎng)建立的理論與方法.pdf

1、本文對粒子加速器工程精密控制網(wǎng)建立的理論和方法進(jìn)行研究。內(nèi)容涵蓋激光跟蹤儀測量系統(tǒng)的基本原理、系統(tǒng)誤差分析及精度測試、加速器地面控制網(wǎng)和隧道控制網(wǎng)的建立方法、加速器隧道三維控制網(wǎng)整體平差模型以及隧道三維控制網(wǎng)的誤差分析與質(zhì)量控制等方面。主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)概括如下：
　　1.介紹粒子加速器和加速器準(zhǔn)直測量的基本概念，結(jié)合傳統(tǒng)準(zhǔn)直測量技術(shù)的發(fā)展歷程，指出三維準(zhǔn)直新技術(shù)的應(yīng)用背景及研究現(xiàn)狀，基于當(dāng)前三維準(zhǔn)直測量技術(shù)存在的問題，提出論文的研

2、究背景和研究內(nèi)容。
　　2.針對當(dāng)前在加速器中應(yīng)用最多的三維準(zhǔn)直測量系統(tǒng)——激光跟蹤儀測量系統(tǒng)，詳細(xì)分析其測量原理，包括常用坐標(biāo)系的定義、測角原理、IFM和ADM測距原理、PSD和ATR目標(biāo)跟蹤及控制原理、六自由度測量原理、動態(tài)測量原理等。
　　3.分析激光跟蹤儀系統(tǒng)的測量誤差源，從角度和距離觀測值兩方面對系統(tǒng)誤差進(jìn)行歸納和分類；提出水平角和垂直角精度測試方法，用于檢定系統(tǒng)測角誤差；提出基于基準(zhǔn)尺的現(xiàn)場測量快速測試方法和基于

3、雙頻干涉導(dǎo)軌的室內(nèi)高精度檢定方法，用于室內(nèi)外兩種環(huán)境下的測距精度測試；提出反射器球形度誤差、激光入射角誤差、斷光續(xù)接測量誤差的測試方法；提出激光跟蹤儀坐標(biāo)測量精度的評定方法。
　　4.討論加速器控制網(wǎng)精度指標(biāo)的計(jì)算方法，從網(wǎng)形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、地面永久點(diǎn)和加密點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和埋設(shè)、測量方案等方面探討地面和隧道控制網(wǎng)的建立方法。針對隧道控制網(wǎng)，重點(diǎn)研究基于激光跟蹤儀準(zhǔn)直測量的三維控制網(wǎng)建立方法，提出自由建站與多站拼接（搬站式）相結(jié)合的測量方案

4、，并結(jié)合CSNS工程敘述加速器控制網(wǎng)的建立過程。
　　5.設(shè)計(jì)隧道三維控制網(wǎng)整體平差的坐標(biāo)系統(tǒng)，給出測站坐標(biāo)系與整體坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換模型。針對激光跟蹤儀不整平狀態(tài)的自由建站與多站拼接測量方式，建立隧道三維控制網(wǎng)通用平差模型，實(shí)現(xiàn)亞毫米級高精度三維控制網(wǎng)平差；建立激光跟蹤儀整平狀態(tài)的隧道三維控制網(wǎng)平差模型，提高平差精度并分別反映平面精度和高程精度；建立基于水準(zhǔn)數(shù)據(jù)與三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)的聯(lián)合平差模型，利用水準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行高程約束，達(dá)到傳統(tǒng)方法平