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准直测量是加速器建造和运行中的一项关键技术，用于解决精密、复杂的加速器元件按设计位置在大尺寸空间中精确就位的相关问题，以减少磁铁等关键设备的准直偏差对束流质量及寿命的影响，还用于运行后对元件位置的监测和必要的准直调整。同时，准直测量技术也会在建造期间决定设备安装效率及工期、在运行中影响停机维护时间。
论文首先对加速器准直测量理论和技术进行了系统的论述，然后根据当代加速器精密准直测量技术的发展现状，针对国家重大科学工程上海光源(SSRF)对精密准直测量技术的需求，对加速器三维准直测量技术进行了深入的研究。着重分析了在使用三维仪器的情况下，加速器准直测量技术的实现形式，就影响测量精度的因素及各种改进措施展开讨论。
本论文的研究工作和上海光源工程建设密切相关，针对加速器物理提出的关键元件亚毫米级的准直安装精度要求及面临的各种技术难题，在100MeV电子直线加速器、飞秒电子直线加速器及北京正负电子对撞机(BEPC)、BEPC II几个加速器中对三维准直测量技术做了实验研究，并将研究成果经扩充后实际用于SSRF工程建设中，为SSRF的设备安装准直提供了技术保障。
本论文对加速器三维准直测量技术的研究及成果主要集中在以下几个方面：
1.加速器准直测量特性的研究。加速器物理对元件的绝对定位精度要求较松，但要求相邻元件具有较高的相对定位精度，是在大空间小范围的精密准直测量，其方案的设计应充分考虑上述特点，提高控制网的相对点位精度，并进行平滑测量。
2.三维准直测量仪器和方法的研究。在对全站仪、激光跟踪仪和测量臂的原理进行探讨的基础上，比较了各自的优缺点；研究了激光跟踪仪和测量臂的测量精度及相应的评价手段，并提出若干提高测量精度的措施，保证最大限度的发挥仪器的性能；研究了单站、多站测量和计算方法。
3.三维控制网测量理论和技术的研究。控制网是上海光源安装准直的基础，通过100MeV电子直线加速器、BEPC及BEPCII控制网的实测数据，分析了影响三维控制网测量精度的因素，提出了利用高精度控制点进行修正等改进措施，成功实施了SSRF控制网的测量。
4.研究如何利用三维准直测量技术进行元件标定、预准直和现场安装。相对于控制网的测量来说，这几项工作均利用了仪器在较小的测量范围内精度、效率较高的测量特性。
在上海光源准直测量方案设计与实施中，三维准直测量技术贯穿了始终。方案设计参考了国内外加速器准直测量技术的现状，并通过了国际专家的评审，在实施过程中，结合工程的实际情况及课题的研究成果，对具体方法进行了修正。目前，直线加速器、增强器和储存环都已成功出束，达到全部或部分设计指标，其中增强器和储存环都能实现在不加轨道校正情况下的束流多圈循环，无疑是对准直可靠性和精度的最直接和最好验证。作为一种高效率的准直测量技术，本论文研究成果为储存环的整体进度提前半年提供了有力保证。