@misc{oai:ir.soken.ac.jp:00000614, author = {三島, 研二 and ミシマ, ケンジ and MISHIMA, Kenji}, month = {2016-02-17, 2016-02-17}, note = {加速器のアラインメントの主要な目的は，加速されるビームの執道を決定する電磁石の設計位置を，設計された座標に要求される精度で配置することである。そのためには，アラインメントの基準となる測量点を高精度に測量し，その結果を基準とすることによって，電磁石が設置される座標を精度よく決定しなければならない。ここでは，加速器としてシンクロトロンを研究対象としている。シンクロトロンの場合，要求されるアラインメント精度は，加速ビームがつくる閉軌道に許容される歪みの大きさから評価される。この軌道歪みは閉軌道歪み（COD, Closed Orbit Distortion）と呼ばれるもので，シンクロトロンの半径方向と垂直方向にそれぞれ±lcmとすれば，おおよそ±01.mm(rms)のアラインメント精度が要求される。したがって，アラインメントはシンクロトロンの性能を決める重要な工程である。
　このような精度を達成するためには，測量の精度を向上させる必要がある。しかし最高精度の測量機器を採用しても，測量機器にはその精度に方向性があり，測量機器の精度だけに依存する測量ではその実現は極めて困難である。
　このような問題を解決するために，測量による座標の標準偏差が式(1)よって表されることに着目した。

　　　　　m_s = m_o√Q　　　（１）

　ここに，m_s：座標の精度，m_o：測定精度，√Q：測量の観測方程式から得られるマトリックスの対角要素，である。
　測量の精度を向上させるためには，測量機材の精度が劣化する測辺の方向を精度の高い方向の測辺で補わなければならない。すなわち，測量網(Survey Network)を複雑に組んで測量することが必要となる。測量網を組むことによって，最終的に必要である座標解を得るためには，測定データを最小２乗法によって処理しなければならない。その結果，式(1)に基づく２次元的な方向を持った標準偏差(誤差楕円)で，座標の精度を評価することが可能となる。式(1)から，座標の精度m_sを小さくする(精度を向上させる)ためには，測定精度m_oを小さくし，かつ√Qを小さくしなければならない。すなわち，座標の精度は測量機器の精度だけではなく，測量網も密接に関連する。
　m_oを小さくすることは，測量機器の精度を向上させることである。ここでは，レーザ測距儀であるメコメータを測量機器の研究対象とした。この測距儀の本来の測距精度は±0.2mmであるが，レーザ光に変調をかけ，復調する基準となる発信器の精度(10^-9)の限界によって，本来の精度が発揮されているとは言い難かった。そこで，機械の外に高精度(10^-12)の周波数カウンターを本体の発信器(シンセサイザー)に接続し，距離を測定した瞬間の変調周波数を測定して本体に表示させる距離に周波数補正する方法を導入することで，測定精度m_oを向上させた。この改善した測定方法によって，工業技術院(現独立行政法人産業技術総合研究所)計量研究所のレーザ測距検定棟のレーザ干渉計による検定では±0.03mm(室内環境において)の測距精度を実現した。レーザ測距検定棟は300m近いトンネルで，温度，気圧などを一定に保つことができる実験施設である。ただし，レーザの光路上の気象条件，致心誤差などによって実質精度は±0.13mm程度である。以上のような方法によってメコメー夕の本来の測距精度を上回る精度がコンスタントに得られるようにした。
　他方，√Qは最小２乗法の観測方程式の係数マトリックスが測辺の距離だけで構成され，測量網の幾何学的要素によって決まるので，シンクロトロンが設置される建屋内において視準線が確保でき，しかも測量機器の精度が劣化する方向を補うような効果が期待でき，かつ√Qが小さくなる測辺を追加するとによって，√Qの値を評価した。
　この研究で行った方法を適用することにより，精度の高い測量が可能となり，測量前のシミュレーションを通して√Qを評価レなから，測量網の最適化を行うことが可能になった。このようなシンクロトロンの測量網のシミュレーション方法は，多角形の測量網で組成することが可能であるシンクロトロンではきわめて有効であり，この方法で十分な事前評価を行えば，１回の測量に基づく電磁石の精密アラインメントと，アラインメント後の確認測量だけで加速器のアラインメントを完了することが可能となる。, 総研大甲第628号}, title = {加速器のアラインメントにおける精密測量の研究}, year = {} }