高能同步辐射光源（HEPS）的预准直单元数量庞大，且磁铁准直精度要求极高，为检验HEPS增强器预准直单元磁铁准直精度，需要在实验厅按照一定比例对其进行振动线磁中心验证测量。基于预研阶段已研发的振动线系统，详细介绍了振动线磁中心测量原理及扫描方法，研究了HEPS增强器两铁单元的磁中心准直精度检测方法并进行了验证实验。设计并搭建了振动线高精度重复定位夹持机构装置，研究了振动线下垂量的修正方法，并对增强器两铁单元的磁中心扫描结果进行拟合分析。实验结果表明，HEPS增强器两铁单元满足磁铁间相对位置误差优于 50 μm的预准直精度要求。

随着粒子加速器对束流的精确控制要求越来越高，对工程控制网的设计与测量提出了更高的要求，详细介绍了高能同步辐射光源（HEPS）工程测量首级地面控制网的布设及测量方案。地面控制网永久点标志布设于粒子加速器建筑隧道内，通过垂直通视孔与架设在线站大厅顶面的仪器铅锤对中，并形成平面互相通视的观测条件，实现了平面测站和坐标的联系传递；高程方向采用水平通视孔及门窗通视的方式实现水准测站和高程坐标的联系传递。由此构成了立体化通视与观测结构，这在国内同步辐射光源建设中有独特之处，有力保证了加速器轨道的精确控制。平面控制网分别采用GNSS控制网和全站仪边角网测量的方案，高程控制网采用室内隧道地面和室外地面水准测量的方案。在加速器隧道设备安装前进行了两次地面控制网测量，数据处理采用平面+高程的模式平差。经过不同测量方案的对比来验证测量过程的正确性，同时对比两次控制网的测量结果来验证可靠性。平均点位标准偏差为2 mm，反映测量成果的精确可靠，满足后续二级隧道控制网测量及设备安装准直需要。HEPS对永久控制点的稳定性提出了很高的要求，通过优化设计和特殊施工，在狭窄隧道空间内成功建设了超高、超细、高稳定的基岩隔空桩，为储存环构成了稳固的三维永久控制点，为长期监测束流轨道的稳定性提供了基准，为后续同步辐射光源建设提供了借鉴。

在空间光电对抗领域，地面光电跟踪设备对卫星的实时在轨跟踪是实施干扰对抗的前提，光学侦查卫星多运行在太阳同步轨道上。首先，根据光学侦查卫星对地观测多为垂直下视或者侧摆下视，以及地面光电干扰设备必须位于光学侦查卫星视场内的特点，经独立数学推导，获得了卫星与地面设备相互位置关系的数学模型，包括地面光电设备对光学侦查卫星的观测距离和观测角度的数学表达式；其次，根据卫星星体及其太阳能电池板的辐射散射特性，以及地球大气环境和地物背景的可见光散射传输特性，推导获得了星体及观测路径的散射辐射传输数学模型，以及地面光电设备探测器靶面目标与背景光辐射照度的数学表达式；最后，根据侦查卫星散射辐射的大气闪烁特性，应用概率统计理论与工程经验分析，指出影响探测概率的决定因素为大气闪烁引起的目标背景对比度变化，据此提出了一种新的地面光电设备对光学侦查卫星的探测概率模型。经实测试验数据验证，文中模型的计算结果与实际测量数据的吻合度较高。

在高能同步辐射光源中，为了提高磁铁的准直精度，采用磁中心代替机械中心进行磁铁标定，通过振动线或旋转线等技术获得磁铁的磁中心位置，以及通过电容式位移传感器测量得到丝线的位置，从而实现磁中心与准直靶标的关联。为了实现丝线位置的高精度测量，必须对电容传感器进行精确标定，因此介绍了一种电容式位移传感器，并对其标定方法进行了研究，提出了网格化的数据采集方式以及高阶多项式拟合的数据处理方法，搭建了传感器标定平台并开发了相应的标定控制程序，实现了对传感器的自动控制、数据采集和高精度标定过程。经过分析与对比，标定后的电容传感器达到μm级的位移测量精度，为磁铁的高精度准直提供了基础。

当前加速器准直主要采用激光跟踪仪进行三维空间位置测量，三维测量数据用三维平差方法计算从理论上讲更为严密，但在实践中却发现存在误差累积现象，其中在高程方向的误差累积十分明显。为了控制三维平差高程方向的误差累积，研究将大地水准面做为基准引入测量和数据处理过程之中，获得基于大地水准面的高程测量数据，用高程数据构建约束条件方程，进行附有高程约束的三维平差。以激光跟踪仪为例给出了三维平差函数模型，研究了约束方程的构建方法，推导了附有高程约束的三维平差计算公式。研究了附有高程约束的三维平差函数模型的两种应用方法，通过模拟计算展示了这两种方法对高程方向误差累积的控制效果。最后对一组实测数据采用多种平差方法进行计算对比，结果显示附有高程约束的三维平差相比无高程约束的三维平差能够更有效的控制平差中高程方向的误差累积。

围绕CSNS 四极铁的中心引出标定方案进行研究，重点分析基于测磁平台获得的四极铁磁中心和旋转中心的偏差标准值；同时对每块磁铁进行两遍旋转中心和机械中心标定，比较其中心偏差标准值，分析结果表明：基于测磁平台获得的四极铁磁中心和旋转中心的偏差标准值为0.1 mm；通过两遍旋转和机械中心标定，获得的CSNS四极铁的标定重复性精度在0.03 mm之内；旋转和机械中心的 偏差标准值为0.1 mm。因此同类型、同准直精度要求的设备准直在无法实施磁中心标定情况下，不能直接用机械中心代替旋转中心标定，而采用旋转中心标定，再叠加旋转和磁中心偏差进行改正的标定方案则能很好地满足当前设备准直的精度要求。

以中国散裂中子源CSNS的直线加速器控制网为例，对其数据处理方法进行研究，采用平面与高程二维平差以及三维定向平差两种方式对准直控制网进行处理分析。同时，为了使准直数据处理更加简易便利，提出利用激光跟踪仪的测量软件SA实现三维定向平差的方法。通过不同软件及不同数据处理方法的对比，验证准直控制网数据处理的正确性，最终200 m长直线控制网点位精度优于0.2 mm，这为准直控制网的数据处理提供了指导。