作者单位
摘要
1 深圳综合粒子设施研究院,广东 深圳 518107
2 中国科学技术大学 国家同步辐射实验室,安徽 合肥 230029
3 重庆大学 超瞬态装置实验室,重庆 400044
多台激光跟踪仪组成的测量系统能够得到高精度的坐标观测值,在加速器准直工程领域应用十分广泛。该系统需要自标定仪器中心的距离,目前基于球面拟合的自标定方法虽然测量效率较高,但是其精度有限。为了提高其精度,分析基于拟合的自标定方法精度较低的主要原因,提出了基于三角形结构的自标定方法,定量对比了新方法和基于球心拟合方法的精度。新方法建立非线性误差模型进行参数迭代求解,能够应用于激光跟踪仪的三维自标定。通过模拟仿真和实测实验,证明了该方法比基于球心拟合的自标定方法在精度上有了大幅度提升。文中算法无需增加额外设备,改进了原先基于球心拟合方法并提高其自标定精度,具有一定的工程应用价值。
激光跟踪仪 自标定 球面拟合 非线性模型 精度 laser tracker self-calibration spherical fitting nonlinear model accuracy 
红外与激光工程
2024, 53(2): 20230607
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学国家同步辐射实验室,安徽 合肥 230029
2 武汉大学测绘学院,湖北 武汉 430079
3 深圳综合粒子设施研究院,广东 深圳 518107
激光跟踪仪的转站误差直接影响数据质量。最小二乘(LS)方法只考虑观测向量误差,加权总体最小二乘(WTLS)方法忽略转站模型的特点,两种算法均存在一些不足。针对激光跟踪仪坐标转换模型的特点,提出了结构约束总体最小二乘(SCTLS)方法。该方法能够顾及坐标观测值的相关性,提取误差矩阵的特殊结构,从而保证相同元素的改正数是一致的。同时对待估参数附加限制条件,保证旋转矩阵具有正交性。使用拉格朗日乘数法严密推导算法的求解步骤,给出了精度评定的公式。仿真结果显示SCTLS法的估计参数偏差小于WTLS法,准确性更高;采用合肥光源控制网中的实测数据计算,验证SCTLS法的精度更高。与LS和WTLS算法相比,所提算法更加严密,能够有效减小转站中的误差积累。
测量 激光跟踪仪 结构约束总体最小二乘 迭代算法 转站精度 
中国激光
2024, 51(2): 0204001
苗学策 1丁克良 1,*罗涛 2何晓业 2,**[ ... ]刘桂民 3
作者单位
摘要
1 北京建筑大学测绘与城市空间信息学院,北京 102616
2 中国科学技术大学国家同步辐射实验室,安徽 合肥 230029
3 中山大学物理学院,广东 广州 510275
针对激光跟踪仪光束法平差,基于稳健估计理论中的选权迭代法,提出一种自适应加权秩亏三维光束法平差解法,通过对观测值选权判定阈值与秩亏平差基准方程权的自适应调整,能够准确识别粗差并抵御其影响。通过仿真实验验证了方法的可行性,并在合肥先进光源预研平台进行了实测验证,实验结果与SpatialAnalyzer软件的处理结果精度相当,可为准直测量数据处理提供抗差结果参考。
测量 激光跟踪仪测量 自适应加权平差 秩亏光束法平差 抗差估计 
中国激光
2023, 50(6): 0604004
李笑 1何晓业 1,*王巍 1,*程竹兵 1[ ... ]罗涛 1
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学 国家同步辐射实验室,合肥 230026
2 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所,北京 100095
为了拓展静力水准系统(HLS)在粒子加速器准直测量工作中的应用,开展了针对HLS系统用于多点间基于水平面的基准高差测量的实现方法的研究。基于传感器工作原理,设计并搭建了一套由双频激光干涉仪、高精度位移平台、HLS传感器等组成的比对系统,利用该系统控制多传感器在同一坐标系下观测同一液位。通过比对获得多传感器间基于底部坐标系的零位高度差,实现了多个传感器坐标系间相对于水平面的高差值测量,并验证了高差测量精度优于5 μm。除此之外,通过在HLS传感器上方安装靶座,使用三坐标测量机(CMM)严格标定各传感器电极板至靶球球心的距离,实现了多靶球球心位置基于水平面的高差值测量,并验证了其测量精度优于30 μm。
精密测量 精密仪器 静力水准系统 加速器准直 高差测量 precise measurement precision instrument hydrostatic leveling system accelerator alignment altitude difference measurement 
强激光与粒子束
2022, 34(12): 124003
作者单位
摘要
中国科学技术大学国家同步辐射实验室,安徽 合肥 230029
基于可调谐红外激光的能源化学研究大型实验装置的核心器件是两套自由电子激光振荡器,能够产生覆盖2.5~200.0 μm波长范围的连续可调的中红外和远红外激光光谱。每套振荡器包括一个波荡器、一对由位姿可调的镀金球面反射镜和真空室构成的谐振腔以及三个POP-IN探测器。在准直过程中,需要保证波荡器磁中心、金属球面反射镜轴心和电子束流中心线达到很高的共轴精度以实现激光的饱和输出。为了实现对波荡器束流的监测,需要通过准直的手段保证反射镜的光可以通过三个由步进电机控制的POP-IN上的直径为1 mm的小孔。采用激光跟踪仪配合光电自准直仪,对谐振腔进行了准直,谐振腔反射镜的横向倾斜度小于50 μrad,横向离轴偏差小于0.1 mm。使用激光跟踪仪结合准直望远镜,实现三个POP-IN的工作点位置与电子束流中心线共轴,共轴精度为0.15 mm,并通过激光器搭建在线准直系统,将真空外准直激光照射到腔体内部以调节反射镜姿态。开展了离线标定实验和现场安装,红外自由电子激光装置的顺利出光证明所提方案是可行且可靠的。
测量 红外自由电子激光 谐振腔 准直安装 自准直仪 激光跟踪仪 
中国激光
2022, 49(23): 2304003
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学国家同步辐射实验室, 安徽 合肥 230029
2 中国科学院大学物理科学学院, 北京 101408
合肥红外自由电子激光装置是一台专用于能源化学研究的用户装置,利用一个最高电子能量为60 MeV的S波段直线加速器驱动中红外和远红外两个自由电子激光振荡器,分别产生波长范围为2.5~50 μm和40~200 μm的红外激光。两个振荡器产生的激光经同一条光束线被传输至实验大厅内的五个实验站。中红外振荡器于2019年调试出光,并于2020年11月达到任务指标。介绍了合肥红外振荡器的自由电子激光装置及其调试进展,重点介绍了中红外振荡器辐射的激光性能。
激光技术 自由电子激光 红外波段 振荡器 
中国激光
2021, 48(17): 1700001
作者单位
摘要
中国科学技术大学 国家同步辐射实验室,合肥 230029
新一代粒子加速器中磁铁位置与姿态的准确测量和安装依赖于各项技术的综合运用。实现磁铁在全局坐标系中准确定位,并且快速精密安装测量,为了建造高亮度、低发射度的第四代同步辐射光源,国家同步辐射实验室开展了“合肥先进光源(HALF)”的预研工作。作为准直测量系统的重要研究内容,创新性地提出了准直参考网络方法。为了保证准直测量精度,对准直参考网络的机械系统本身的形变要求很高,通过ANSYS软件对机械系统整机进行了静力学仿真,根据分析结果对准直基准板进行了优化设计,使其满足工作条件要求。
合肥先进光源 磁铁准直 准直参考网络 静力学 优化设计 Hefei Advanced Lightsource Facility magnet alignment reference network for alignment statics optimized design 
强激光与粒子束
2020, 32(8): 084003
作者单位
摘要
中国科学技术大学 国家同步辐射实验室,合肥 230029
合肥光源进行重大升级改造(HLSⅡ)的磁铁安装准直工程要在有限的时间内对近120块各型磁铁进行安装准直调节。为了保证磁铁安装准直任务顺利完成,结合合肥光源自身特点,合理使用了多种测量仪器和软件,在元件坐标系下直接进行磁铁安装准直,极大地提高了工作效率和安装精度。在经过先后三次准直安装调节后,所有磁铁均安装准直就位,定位精度达到预定要求。
合肥光源 磁铁准直 元件坐标系 空间分析软件 激光跟踪仪 Hefei Light source alignment coordinate of element spatial analyzer laser tracker 
强激光与粒子束
2015, 27(4): 045104

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