โปรแกรมวัดมุมคืออะไร? เข้าใจพื้นฐานการอ่านมุมราบและมุมดิ่ง

โปรแกรมวัดมุมคืออะไร? เข้าใจพื้นฐานการอ่านมุมราบและมุมดิ่งในกล้อง Total Station

โปรแกรมวัดมุม (Angle Measurement) คือ ฟังก์ชันพื้นฐานที่สุด ที่มีอยู่ในกล้องสำรวจทุกประเภท ตั้งแต่กล้องวัดมุมแบบดั้งเดิม (Theodolite) ไปจนถึง กล้อง Total Station โปรแกรมนี้ทำหน้าที่วัดค่ามุมในระนาบต่าง ๆ อย่างแม่นยำ ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญในการกำหนดทิศทางและตำแหน่งพิกัดของจุดต่าง ๆ ในงานสำรวจและงานก่อสร้าง

1. องค์ประกอบหลัก: มุมราบและมุมดิ่ง

กล้อง Total Station วัดมุมได้ 2 ประเภทหลัก ซึ่งใช้ในการหาพิกัด $X, Y$ และ $Z$:

1.1 มุมราบ (Horizontal Angle - HA)

• นิยาม: คือมุมที่วัดในระนาบแนวนอน ($X, Y$ Plane) ระหว่างทิศทางอ้างอิง (Reference Direction หรือ Backsight) กับทิศทางของเป้าหมาย (Foresight)
• การใช้งาน: ใช้ในการกำหนด **ทิศทาง** และ **พิกัดแนวนอน** ของจุดที่วัดเทียบกับจุดควบคุมที่ทราบแล้ว
• หลักการอ่าน:
  • เริ่มต้นที่จุดอ้างอิง (Backsight) โดยการตั้งค่ามุมราบให้เป็น $0^\circ$ (หรือเป็นค่า Azimuth ของทิศทางนั้น)
  • เมื่อหมุนกล้องไปยังเป้าหมายที่ต้องการวัด (Foresight) ค่าที่แสดงบนหน้าจอคือ **มุมที่เปลี่ยนแปลงไป** จากทิศทางอ้างอิง
  • ทิศทางในการอ่านมุมอาจเป็นแบบตามเข็มนาฬิกา (Clockwise) หรือทวนเข็มนาฬิกา (Counter-Clockwise) ขึ้นอยู่กับการตั้งค่าในเมนู Instrument Settings

1.2 มุมดิ่ง (Vertical Angle - VA)

• นิยาม: คือมุมที่วัดในระนาบแนวดิ่ง เพื่อกำหนดความสูงต่ำของเป้าหมายเทียบกับแนวนอนหรือแนวดิ่ง
• การใช้งาน: ใช้ในการคำนวณหา **ค่าระดับความสูง** ($Z$) และหา **ระยะทางราบ** (Horizontal Distance) จากระยะทางลาดเอียงที่วัดได้
• หลักการอ่าน (การตั้งค่าที่พบบ่อย):
  • Zenith System: เป็นระบบที่นิยมใช้มากที่สุด โดยเริ่มนับ $0^\circ$ จากแนวดิ่งเหนือกล้อง (Zenith) ดังนั้น **มุม $90^\circ$ จึงหมายถึงแนวราบ (Horizon)** และมุม $180^\circ$ หมายถึงแนวดิ่งใต้กล้อง
  • Horizon System: เริ่มนับ $0^\circ$ จากแนวราบ (Horizon) ขึ้นไปเป็นค่าบวก (Elevation Angle) และลงมาเป็นค่าลบ (Depression Angle)

2. ความแม่นยำของโปรแกรมวัดมุม

ความแม่นยำของกล้อง Total Station ถูกกำหนดโดยความละเอียดในการวัดมุม ซึ่งมักระบุเป็นหน่วยวินาที (Seconds, ")

• กล้องสำรวจทั่วไปมีความแม่นยำอยู่ที่ $2$" ถึง $5$"
• กล้องความแม่นยำสูง (Precision Total Station) อาจมีความแม่นยำถึง $0.5$" หรือ $1$"

ความละเอียดนี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง เพราะ **ความผิดพลาดเล็กน้อยในการวัดมุม จะส่งผลให้ตำแหน่งพิกัดผิดพลาดมากขึ้นเมื่อระยะทางไกลออกไป** .

3. การนำไปใช้ใน Total Station

โปรแกรมวัดมุมเป็นพื้นฐานในการทำงานทุกฟังก์ชันของ Total Station:

• Set Out (วางแนว): ใช้ค่ามุมราบนำทางผู้ถือปริซึมไปยังทิศทางที่ถูกต้อง
• Measure Points (เก็บข้อมูล): ใช้ทั้งมุมราบและมุมดิ่งร่วมกับการวัดระยะทาง (EDM) เพื่อคำนวณหาพิกัด $X, Y, Z$

การเข้าใจว่ากล้องอ่านค่ามุมอย่างไรจึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับช่างสำรวจทุกคน เพื่อให้สามารถตั้งค่ากล้องได้อย่างถูกต้องและตรวจสอบความผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการทำงาน