超导直线加速器准直方案设计
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文献［３４］分 别 优 化 了 上 海 光 源 的 控 制 网 测 量、元件标定、预准直、现 场 安 装 和 优 化 测 量 五 个 环节；文献［５８］设计并优化北京同步辐 射装置 三
维准直测量 控 制 网；文 献 ［９１１］中 设 计 了 冷 却 储 存环和兰 州 重 离 子 医 疗 装 置 同 步 环 的 安 装 控 制 网，并采用“控制 测 量 优 化 设 计 与 平 差”程 序 预 估 了网点误差椭球，优 Leabharlann Baidu 了 治 癌 项 目 高 能 束 运 线 的 准直安装方案；文献［１２１４］介绍了国家同 步辐 射 加速器储存环的变形监测网设计及其变形分析； 文献［１５］基于 四 类 设 计 方 法 优 化 了 ＣｉＡＤＳ 控 制 网 的 基 准 、网 形 、权 和 加 密 设 计 ；文 献 ［１６１８］分 别 研究了其地面控制 网 的 布 设、测 量 平 差 和 其 隧 道 中 直 线 控 制 网 的 布 设 、测 量 平 差 。
２８６
北京测绘
第３３卷 第３期
制网“从 高 级 到 低 级，从 整 体 到 局 部，逐 级 控 制， 逐级加密”的布网 原 则，对 其 进 行 零 类 基 准 设 计、 一类 网 形 设 计、二 类 权 设 计 和 三 类 改 进 （加 密 ） 设计。
１．１ 一 级 控 制 网 设 计 一 级 控 制 网 由３～４ 台 连 续 运 行 基 准 站 （Ｃｏｎ ｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ＲｅｆｅｒｅｎｃｅＳｔａｔｉｏｎｓ，ＣＯＲＳ）和 ２０点 ＧＰＳ （ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）Ａ 级 基 准点构成［１５］（见图 １）。 其 中 ３～４ 台 连 续 运 行 基 准站（ＣＯＲＳ）构建全局坐 标 系：原 点 在 整 体 中 心， 使误差均布，束 流 前 进 方 向 为 Ｚ 轴 正 向，竖 直 向 上为 Ｙ 轴 正 向。ＣＯＲＳ 基 准 站 由 Ф６００ ｍｍ 的 钢管组成，两侧各留 Ф１００ ｍｍ 的 隔 震 槽，深 度 为 基岩以上冻 土 层 下 ２．５ ｍ，高 出 地 面 ３～５ ｍ。２０ 点 ＧＰＳＡ 级基准柱由 Ф３００ｍｍ 的钢管组成，深度 为基岩以上冻土层以下１ｍ，高出地面１～３．５ｍ。
［关 键 词 ］ 超 导 直 线 加 速 器 ；准 直 ；控 制 网 ；闭 环 ；监 测 ；规 划 ［中 图 分 类 号 ］ Ｐ２０４ ［文 献 标 识 码 ］ Ａ ［文 章 编 号 ］ １００７－３０００（２０１９）０３－０２８５－６
０ 引 言
作为现代加速器 的 发 展 方 向 之 一，超 导 直 线 加速器是 以 超 导 加 速 腔 提 供 超 导 高 频 电 场 加 速 和超导磁 体 提 供 磁 场 约 束 沿 直 线 型 轨 道 运 动 的 带电粒子 建 成 的 谐 振 加 速 装 置。 该 类 型 加 速 器 在可大大 缩 减 加 速 器 的 尺 寸 的 同 时 降 低 加 速 器 的 功 率 消 耗［１］。 中 国 科 学 院 近 代 物 理 研 究 所 ＣｉＡＤＳ（Ｃｈｉｎａｉｎｉｔｉａｔｉｖｅ ＡｃｃｅｌｅｒａｔｏｒＤｒｉｖｅｎＳｙｓ ｔｅｍ）和 ＨＩＡＦ（Ｈｉｇｈｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｈｅａｖｙｉｏｎ Ａｃｃｅｌ ｅｒａｔｏｒＦａｃｉｌｉｔｙ）直线段项 目 属 于 高 能 超 导 直 线 加 速器，分别长约３６０ ｍ 和 １２０ ｍ。 其 中 各 类 磁 元 件有多种，长度从 ０．１ ｍ 到 ３ ｍ 都 有；束 流 运 行 对磁铁、诊断器件等 元 件 安 装 定 位 的 精 度 要 求 非 常的高，是否能够顺 利 出 束 和 束 流 寿 命 都 与 加 速 器部件安 装 准 直 的 质 量 密 切 相 关。 粒 子 加 速 器 准直测量 是 实 现 粒 子 加 速 器 精 密 安 装 和 运 营 阶 段的重要工作［２］，其 准 直 安 装 时 间 和 精 度 影 响 整 个工程进度，故其准 直 控 制 条 件、工 艺 过 程、监 测 方案和时间规划等宜提前考虑。
１ 准 直 控 制 设 计
当前加速 器 准 直 控 制 网 普 遍 采 用 三 级 四 维 （时间一 维 和 空 间 三 维 ）控 制 网。 为 了 给 加 速 器 工程提供全局控制 基 础 和 起 算 基 准，需 要 依 据 控
［收稿日期］ ２０１８ １０ １６ ［基 金 项 目 ］ 国 家 自 然 科 学 基 金 （１１６０５２６２） ［作 者 简 介 ］ 袁 建 东 （１９８２－ ），男 ，河 南 新 野 人 ，硕 士 ，高 级 工 程 师 ，从 事 加 速 器 准 直 测 量 、精 密 工 程 与 工 业 测 量 工 作 。 犈犿犪犻犾：ｙｕａｎｊｉａｎｄｏｎｇ＠ｉｍｐｃａｓ．ａｃ．ｃｎ
本文依据“先控 制 后 碎 步，从 整 体 到 局 部”的 测量工作原则，设 计 了 超 导 直 线 加 速 器 的 三 级 四 维控制网，改 进 了 当 前 准 直 工 艺 中 的 开 环 缺 陷， 提出了狭义和广义 闭 环 的 准 直 工 艺，分 别 设 计 了 常温和低 温 超 导 下 直 线 加 速 器 的 静 态 和 动 态 监 测方案，规 划 了 未 来 几 年 的 准 直 安 装 工 作 计 划， 依据经验预估准直 时 间 和 精 度，得 出 其 满 足 物 理 要求的结论。
第 ３３ 卷 第 ３ 期 ２０１９ 年 ３ 月
北京测绘 ＢｅｉｊｉｎｇＳｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ
Ｖｏｌ．３３ Ｎｏ．３ Ｍａｒｃｈ２０１９
引 文 格 式 ：袁 建 东 ，马 力 祯 ，何 源 ，等 ．超 导 直 线 加 速 器 准 直 方 案 设 计 ［Ｊ］．北 京 测 绘 ，２０１９，３３（３）：２８５２９０． 犇犗犐：１０．１９５８０／ｊ．ｃｎｋｉ．１００７３０００．２０１９．０３．０１０
超导直线加速器准直方案设计
袁建东 马力祯 何 源 张 斌 孙国珍
（中国科学院近代物理研究所，兰州 甘肃 ７３００００）
［摘 要］ 为满足超导直线加速器中物理对准直的时间和精度要求，分别 设 计 了 其 准 直 控 制 网、准 直 安 装工艺、准直监测方法和准直工作规划。设计了三级四维控制网；改进当前加速 器 准 直 中 普 遍 存 在 的 开 环 缺 陷；结合国内外现状提出常温、低温下静态和动态 监 测 方 法，依 据 物 理 计 划 规 划 了 准 直 安 装 中 关 键 环 节 的 工 作计划；最后在统计待准直元件的基础上预估了准直所需时间和准直安装的精 度，得 出 准 直 时 间 和 精 度 均 能 满 足 物 理 需 求 。 提 出 了 狭 义 和 广 义 的 闭 环 准 直 工 艺 ，可 有 效 提 高 加 速 器 准 直 测 量 的 可 靠 性 。
维准直测量 控 制 网；文 献 ［９１１］中 设 计 了 冷 却 储 存环和兰 州 重 离 子 医 疗 装 置 同 步 环 的 安 装 控 制 网，并采用“控制 测 量 优 化 设 计 与 平 差”程 序 预 估 了网点误差椭球，优 Leabharlann Baidu 了 治 癌 项 目 高 能 束 运 线 的 准直安装方案；文献［１２１４］介绍了国家同 步辐 射 加速器储存环的变形监测网设计及其变形分析； 文献［１５］基于 四 类 设 计 方 法 优 化 了 ＣｉＡＤＳ 控 制 网 的 基 准 、网 形 、权 和 加 密 设 计 ；文 献 ［１６１８］分 别 研究了其地面控制 网 的 布 设、测 量 平 差 和 其 隧 道 中 直 线 控 制 网 的 布 设 、测 量 平 差 。
２８６
北京测绘
第３３卷 第３期
制网“从 高 级 到 低 级，从 整 体 到 局 部，逐 级 控 制， 逐级加密”的布网 原 则，对 其 进 行 零 类 基 准 设 计、 一类 网 形 设 计、二 类 权 设 计 和 三 类 改 进 （加 密 ） 设计。
１．１ 一 级 控 制 网 设 计 一 级 控 制 网 由３～４ 台 连 续 运 行 基 准 站 （Ｃｏｎ ｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ＲｅｆｅｒｅｎｃｅＳｔａｔｉｏｎｓ，ＣＯＲＳ）和 ２０点 ＧＰＳ （ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）Ａ 级 基 准点构成［１５］（见图 １）。 其 中 ３～４ 台 连 续 运 行 基 准站（ＣＯＲＳ）构建全局坐 标 系：原 点 在 整 体 中 心， 使误差均布，束 流 前 进 方 向 为 Ｚ 轴 正 向，竖 直 向 上为 Ｙ 轴 正 向。ＣＯＲＳ 基 准 站 由 Ф６００ ｍｍ 的 钢管组成，两侧各留 Ф１００ ｍｍ 的 隔 震 槽，深 度 为 基岩以上冻 土 层 下 ２．５ ｍ，高 出 地 面 ３～５ ｍ。２０ 点 ＧＰＳＡ 级基准柱由 Ф３００ｍｍ 的钢管组成，深度 为基岩以上冻土层以下１ｍ，高出地面１～３．５ｍ。
［关 键 词 ］ 超 导 直 线 加 速 器 ；准 直 ；控 制 网 ；闭 环 ；监 测 ；规 划 ［中 图 分 类 号 ］ Ｐ２０４ ［文 献 标 识 码 ］ Ａ ［文 章 编 号 ］ １００７－３０００（２０１９）０３－０２８５－６
０ 引 言
作为现代加速器 的 发 展 方 向 之 一，超 导 直 线 加速器是 以 超 导 加 速 腔 提 供 超 导 高 频 电 场 加 速 和超导磁 体 提 供 磁 场 约 束 沿 直 线 型 轨 道 运 动 的 带电粒子 建 成 的 谐 振 加 速 装 置。 该 类 型 加 速 器 在可大大 缩 减 加 速 器 的 尺 寸 的 同 时 降 低 加 速 器 的 功 率 消 耗［１］。 中 国 科 学 院 近 代 物 理 研 究 所 ＣｉＡＤＳ（Ｃｈｉｎａｉｎｉｔｉａｔｉｖｅ ＡｃｃｅｌｅｒａｔｏｒＤｒｉｖｅｎＳｙｓ ｔｅｍ）和 ＨＩＡＦ（Ｈｉｇｈｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｈｅａｖｙｉｏｎ Ａｃｃｅｌ ｅｒａｔｏｒＦａｃｉｌｉｔｙ）直线段项 目 属 于 高 能 超 导 直 线 加 速器，分别长约３６０ ｍ 和 １２０ ｍ。 其 中 各 类 磁 元 件有多种，长度从 ０．１ ｍ 到 ３ ｍ 都 有；束 流 运 行 对磁铁、诊断器件等 元 件 安 装 定 位 的 精 度 要 求 非 常的高，是否能够顺 利 出 束 和 束 流 寿 命 都 与 加 速 器部件安 装 准 直 的 质 量 密 切 相 关。 粒 子 加 速 器 准直测量 是 实 现 粒 子 加 速 器 精 密 安 装 和 运 营 阶 段的重要工作［２］，其 准 直 安 装 时 间 和 精 度 影 响 整 个工程进度，故其准 直 控 制 条 件、工 艺 过 程、监 测 方案和时间规划等宜提前考虑。
１ 准 直 控 制 设 计
当前加速 器 准 直 控 制 网 普 遍 采 用 三 级 四 维 （时间一 维 和 空 间 三 维 ）控 制 网。 为 了 给 加 速 器 工程提供全局控制 基 础 和 起 算 基 准，需 要 依 据 控
［收稿日期］ ２０１８ １０ １６ ［基 金 项 目 ］ 国 家 自 然 科 学 基 金 （１１６０５２６２） ［作 者 简 介 ］ 袁 建 东 （１９８２－ ），男 ，河 南 新 野 人 ，硕 士 ，高 级 工 程 师 ，从 事 加 速 器 准 直 测 量 、精 密 工 程 与 工 业 测 量 工 作 。 犈犿犪犻犾：ｙｕａｎｊｉａｎｄｏｎｇ＠ｉｍｐｃａｓ．ａｃ．ｃｎ
本文依据“先控 制 后 碎 步，从 整 体 到 局 部”的 测量工作原则，设 计 了 超 导 直 线 加 速 器 的 三 级 四 维控制网，改 进 了 当 前 准 直 工 艺 中 的 开 环 缺 陷， 提出了狭义和广义 闭 环 的 准 直 工 艺，分 别 设 计 了 常温和低 温 超 导 下 直 线 加 速 器 的 静 态 和 动 态 监 测方案，规 划 了 未 来 几 年 的 准 直 安 装 工 作 计 划， 依据经验预估准直 时 间 和 精 度，得 出 其 满 足 物 理 要求的结论。
第 ３３ 卷 第 ３ 期 ２０１９ 年 ３ 月
北京测绘 ＢｅｉｊｉｎｇＳｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ
Ｖｏｌ．３３ Ｎｏ．３ Ｍａｒｃｈ２０１９
引 文 格 式 ：袁 建 东 ，马 力 祯 ，何 源 ，等 ．超 导 直 线 加 速 器 准 直 方 案 设 计 ［Ｊ］．北 京 测 绘 ，２０１９，３３（３）：２８５２９０． 犇犗犐：１０．１９５８０／ｊ．ｃｎｋｉ．１００７３０００．２０１９．０３．０１０
超导直线加速器准直方案设计
袁建东 马力祯 何 源 张 斌 孙国珍
（中国科学院近代物理研究所，兰州 甘肃 ７３００００）
［摘 要］ 为满足超导直线加速器中物理对准直的时间和精度要求，分别 设 计 了 其 准 直 控 制 网、准 直 安 装工艺、准直监测方法和准直工作规划。设计了三级四维控制网；改进当前加速 器 准 直 中 普 遍 存 在 的 开 环 缺 陷；结合国内外现状提出常温、低温下静态和动态 监 测 方 法，依 据 物 理 计 划 规 划 了 准 直 安 装 中 关 键 环 节 的 工 作计划；最后在统计待准直元件的基础上预估了准直所需时间和准直安装的精 度，得 出 准 直 时 间 和 精 度 均 能 满 足 物 理 需 求 。 提 出 了 狭 义 和 广 义 的 闭 环 准 直 工 艺 ，可 有 效 提 高 加 速 器 准 直 测 量 的 可 靠 性 。