[发明专利]一种加速器工程准直参数的测量方法

权利要求书

1.一种加速器工程准直参数的测量方法，其特点通过建立机械设备标定理论值与实测安装值的坐标转化关系，依据奇异值分解法求得设备的姿态参数，具体包括如下步骤：

(1)首先根据设计尺寸，建立全局坐标系，确定环形加速器原点为其圆心，直线加速器原点为其长轴中心，水平面向上法向为Y轴正向，长轴为Z轴，右手定则确定第三轴指向；

(2)使用控制器、数据线连接高精度全站仪、激光跟踪仪、便携式测量臂或摄影测量仪器和电脑，对待安装元件进行标定，建立其中心局部坐标系，将其基准转移至3个以上的外部靶标座，使用激光跟踪这些外部靶标座，得到基准理论值；

(3)使用高精度全站仪、激光跟踪仪、便携式测量臂或摄影测量仪器，恢复全局坐标系，并现场安装该元件，再次测量步骤(2)的外部靶标座，得到实测值；

(4)利用两组3个以上外部靶标座的坐标值，求得准直参数；大角度情况下采用阻尼最小二乘法求解，小角度或坐标系偏心情况下采用结构总体最小二乘法求解，存在粗差情况下采用拟稳平差求解；

(5)完成准直参数求解,显示并保存结果。

2.如权利要求1所述的一种加速器工程准直参数的测量方法，其特征在于：所述的步骤(4)中的阻尼最小二乘法包括如下步骤：

a)指定转换参数初值x_k＝(0，0，0，0，0，0，0，1)，阻尼因子初值u_k＝0.001, 其中下标k为迭代次数，取值为0,1...n；

b)组建误差方程V＝BX+L,其中B为系数矩阵，L为常数矩阵，V为误差矩阵；

c)构建线性方程组其中T为矩阵转置符号；

d)计算参数改正数dx_k，参数估值x_k+1＝x_k+dx_k

e)如果参数改正数dx_k≤10^-8，计算结束，输出x_k+1；

f)如果参数改正数不满足步骤e)条件，则按计算比例因子C；

g)按计算截断因子S；

h)按构造乘常数截断值R1；

i)按计算乘常数R；

j)如果比例因子C0.25，则：

k)如果比例因子0.25≤C≤0.75，则：

l)如果比例因子C0.75，再进行如下分步骤

1)令μ_k＝μ_k/2；

2)如果μ_k＜S，则

3)如果μ_k≥S,则继续进行步骤1)，直至μ_k＜S，执行步骤2)；

m)根据步骤j)、k)、l)三步骤计算的迭代值，再执行步骤d)，直至e)步骤出现。

3.如权利要求1所述的一种加速器工程准直参数的测量方法，其特征在于：所述的步骤(4)中的结构总体最小二乘法求解包括如下步骤：

a)指定转换参数初值x₀＝(0，0，0，0，0，0，0，1)，系数阵改正向量初值EA₀＝0；

b)按以下步骤构造结构矩阵D；

1)构造四个矩阵：

2)构造结构矩阵五个分量：

3)则

c)按以下步骤计算转换矩阵R：

1)构造矩阵其中为叉乘符号；

2)计算转换矩阵R＝[-I_m FD]；

d)按下式计算参数改正数d_x，参数估值x_k＝x₀+d_x；

e)

f)如果norm(dx)≤10^-8，则计算结束；

g)否则，根据e)式计算拉格朗日常数向量M；

h)计算迭代值；

i)

j)更换迭代值；

k)

l)再次执行d)，直至满足f)条件，计算结束。

4.如权利要求1所述的一种加速器工程准直参数的测量方法，其特征在于：所述的步骤(4)中的拟稳平差求解包括如下步骤：

a)计算三维坐标分量差；

b)其中上标i为点号，取值为0,1...n；

c)计算三维坐标分量差均值；

d)

e)计算三维坐标分量残差；

f)

g)计算残差中位数；

h)

i)计算三维坐标单位权中误差；

j)

k)按以下步骤定权P；

1)如果abs(Vⁱ/σ)≤1.5则P＝1；

2)否则P＝0；

l)计算转换参数；

m)x＝(B^TPB)^-1B^TPL。