Plunge & Reverse Theodolite ขั้นตอนละเอียดทำตามได้ใน 5 นาที
การพลิกกล้อง (Plunging the Telescope) หรือเรียกอีกชื่อว่า Reversing/Transiting คือการหมุนกล้องส่องรอบแกนนอน (Trunnion Axis) 180° จาก Face Left (FL) ไปยัง Face Right (FR) เป็นเทคนิคพื้นฐานของการรังวัดด้วย Theodolite และ Total Station เพื่อขจัดความคลาดเคลื่อนเชิงระบบ (Systematic Error) ตามแนวทาง ISO 17123-3 บทความนี้สรุปขั้นตอนละเอียดที่ปฏิบัติได้ในเวลาประมาณ 5 นาทีต่อสถานี พร้อมเกณฑ์ยอมรับเชิงตัวเลข
- ความเข้าใจพื้นฐานก่อนพลิกกล้อง
- Theodolite และ Total Station มีแกนหมุน 3 แกนคือ Vertical Axis (VV), Horizontal/Trunnion Axis (HH) และ Line of Sight (CC) แกนทั้งสามควรตั้งฉากกันสมบูรณ์ แต่ในความเป็นจริงมีค่าคลาดเคลื่อนเล็กน้อยเสมอ ได้แก่ Horizontal Collimation Error (c), Trunnion Axis Tilt (i) และ Vertical Index Error การวัดสองหน้า (Two-Face Measurement) ด้วยการ Plunge ทำให้ค่าเหล่านี้กลับเครื่องหมายและหักล้างกันเมื่อเฉลี่ย
ทฤษฎี: สมการการเฉลี่ย Hz = (HzFL + HzFR ± 180°)/2 และ V = (VFL + 360° − VFR)/2 เป็นพื้นฐานในการคำนวณค่ามุมที่ปราศจาก collimation และ vertical index error
Tolerance: หากค่าความต่างมุมราบ 2C (Two-times collimation) เกิน 2 เท่าของ angular accuracy ของกล้อง (เช่นกล้อง 2″ ต้อง 2C ≤ 4″) ต้องสอบเทียบใหม่
ข้อควรระวัง: ห้ามใช้ค่าเฉลี่ยหากค่า 2C เกินเกณฑ์ เพราะอาจซ่อน Blunder ของการเล็งเป้า
2. ขั้นตอนเตรียมกล้องก่อนวัดสองหน้า (ใช้เวลา 1 นาที)
ตั้งกล้องบนหมุดให้ Centering Error ≤ 1 mm โดยใช้ Optical/Laser Plummet ปรับ Foot Screw จนกระทั่ง Electronic Bubble หรือ Plate Level เข้ากึ่งกลาง ปรับ Focus ของ Eyepiece จนเส้นเล็ง (Reticle) คมชัดที่สุดเมื่อมองท้องฟ้า เพื่อกำจัด Parallax จากนั้น Focus ที่เป้า
Procedure: 1) ตั้งฉาก Tripod 2) Centering 3) Leveling สามครั้ง 4) Focus Eyepiece 5) Focus เป้า
Spec: Theodolite/Total Station ทั่วไปมี Angular Accuracy 1″ ถึง 7″ ตามรุ่น กล้อง 1″ ต้องการ Centering Error ≤ 0.5 mm สำหรับงาน Geodetic ส่วนงาน Topo ใช้ 5″ ยอมรับ Centering 1-2 mm
ข้อควรระวัง: ตรวจ Bubble หลัง Plunge ทุกครั้ง เพราะลมและการสั่นสามารถทำให้ระดับเปลี่ยน
3. ขั้นตอน Face Left (FL) อ่านค่ามุมแรก (ใช้เวลา 1-2 นาที)
เริ่มที่ Face Left (วงราบและเป้าเล็งอยู่ทางซ้ายของมือผู้ใช้) เล็งเป้า Backsight ก่อน บันทึก Hz_BS_FL และ V_BS_FL จากนั้นหมุนกล้องในทิศตามเข็ม (Clockwise) ไปเล็ง Foresight บันทึก Hz_FS_FL และ V_FS_FL ใช้การ Bisect เป้าด้วย Cross-Hair ให้ตรงกลางที่สุด
Procedure: 1) เล็ง BS → จดค่า 2) หมุน CW → เล็ง FS → จดค่า 3) ตรวจสอบเล็งซ้ำกัน 2-3 ครั้ง ค่าต่างไม่ควรเกิน 3″ สำหรับกล้อง 2″
Tolerance: Pointing Error ในการเล็งเป้า Prism ระยะ <100 m ควร ≤ 1″ ระยะ 100-300 m ≤ 2″ และระยะ >300 m ≤ 3-5″
ข้อควรระวัง: ห้ามแตะขาตั้งระหว่างวัด แม้สัมผัสเบาก็ทำให้ Hz เคลื่อนหลายวินาที
4. ขั้นตอน Plunge และวัด Face Right (FR) (ใช้เวลา 1-2 นาที)
หลังจดค่า FL ครบ ให้ปลดล็อก Vertical Clamp และพลิกกล้องส่อง 180° รอบแกนนอน ทำให้กล้องอยู่ในตำแหน่ง Face Right (Face II) สังเกตว่า Vertical Circle จะอ่านค่าใกล้ 360°−V_FL พลิกแล้วต้องหมุนวงราบ 180° เพื่อเล็งกลับมาที่ Foresight เดิม บันทึก Hz_FS_FR และ V_FS_FR จากนั้นหมุน CCW กลับไป Backsight บันทึก Hz_BS_FR และ V_BS_FR
Procedure: 1) ปลดล็อก Vertical Clamp 2) Plunge 180° 3) หมุนวงราบ 180° 4) เล็ง FS จดค่า 5) หมุน CCW เล็ง BS จดค่า
Spec: เวลาที่เหมาะสมต่อ Two-Face Measurement 1 รอบคือ 3-5 นาที สำหรับช่างชำนาญ หากเกิน 10 นาทีอาจมี Atmospheric Refraction ที่เปลี่ยนแปลงระหว่างวัด
ข้อควรระวัง: บางรุ่นต้องกดปุ่ม Reset Face หรือ Toggle ในเมนูเพื่อให้ Software รับรู้การเปลี่ยน Face
5. การคำนวณและเกณฑ์ยอมรับ (ใช้เวลา 1 นาที)
คำนวณค่าเฉลี่ยมุมราบ Hz_mean = (Hz_FL + (Hz_FR ± 180°))/2 และ 2C = Hz_FL − (Hz_FR ± 180°) คำนวณค่าเฉลี่ยมุมดิ่ง V_mean = (V_FL + 360° − V_FR)/2 และ Vertical Index Error i = (V_FL + V_FR − 360°)/2 เปรียบเทียบ 2C ระหว่างเป้าหลาย ๆ จุดในสถานีเดียวกัน ค่า 2C ควรคงที่ ±2 เท่าของความละเอียดกล้อง หากเปลี่ยนมากแสดงว่ามีปัญหาที่การเล็งหรือกล้องผิดปกติ
Spec: ตามแนวทาง USACE EM 1110-1-1004 การวัดมุมระดับ Second-Order Class II ต้องวัดอย่างน้อย 2 ชุด (sets) ของ Two-Face และแตกต่างกันไม่เกิน 4″
ข้อควรระวัง: หากค่า i (Vertical Index Error) เกิน 30″ ห้ามแก้เองในสนาม ต้องส่งสอบเทียบที่ห้องปฏิบัติการที่รับรอง ISO/IEC 17025
