Last updated: 2 ส.ค. 2569 | 4 จำนวนผู้เข้าชม |
งานวางผังและงานหมุดควบคุมที่ใช้ระยะยาวเกิน 200 เมตร มักพบว่าค่าที่วัดซ้ำในช่วงเช้ากับช่วงบ่ายไม่เท่ากัน ทั้งที่ตั้งกล้องบนหมุดเดิมและใช้ปริซึมตัวเดิม สาเหตุที่พบบ่อยที่สุดไม่ใช่ความผิดพลาดของผู้วัด แต่คือการไม่ได้ปรับค่าแก้บรรยากาศ (Atmospheric Correction) ให้ตรงกับสภาพอากาศจริง คลื่นแสงที่ใช้ในระบบวัดระยะอิเล็กทรอนิกส์ (EDM – Electronic Distance Measurement) เดินทางผ่านอากาศด้วยความเร็วที่ขึ้นกับความหนาแน่นของอากาศ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นอากาศเบาลง แสงเดินทางเร็วขึ้น เครื่องจึงรายงานระยะยาวกว่าความจริง บทความนี้เรียบเรียงขั้นตอนตั้งค่า Atmospheric Correction หรือค่า ppm (parts per million) ให้ครบใน 6 ขั้นตอนที่ทำได้จริงหน้างาน สำหรับผู้รับเหมาสร้างบ้านและช่างสำรวจรังวัดที่ต้องการความมั่นใจในตัวเลขที่ส่งมอบ
ทฤษฎี (Theory): เครื่อง EDM คำนวณระยะจากเวลาหรือมุมเฟสของคลื่นที่เดินทางไป-กลับ โดยต้องสมมติความเร็วแสงในอากาศไว้ล่วงหน้า ความเร็วนี้ควบคุมด้วยดัชนีหักเหของกลุ่มคลื่น (group refractive index) ผู้ผลิตจึงสอบเทียบเครื่องไว้ที่ “บรรยากาศอ้างอิง” ค่าหนึ่ง ซึ่งของผู้ผลิตหลักส่วนใหญ่อยู่ในช่วงอุณหภูมิ 12–20 °C ความกดอากาศ 1013.25 hPa และความชื้นสัมพัทธ์ราว 60% เมื่อสภาพจริงต่างจากค่าอ้างอิง ต้องป้อนค่าแก้เป็นหน่วยส่วนในล้านส่วน (ppm)
สูตร (Formula): สูตรที่ผู้ผลิตหลายรายใช้กับคลื่นพาห์ความยาวคลื่นประมาณ 0.66 ไมโครเมตร คือ
ppm = 286.34 − [0.29525 P / (1 + 0.003661 t)] − [0.04126 e / (1 + 0.003661 t)]
เมื่อ P = ความกดอากาศ (hPa), t = อุณหภูมิอากาศ (°C), e = ความดันไอน้ำบางส่วน (hPa) จากนั้นนำค่า ppm ไปแก้ระยะด้วยความสัมพันธ์เชิงเส้น
Dcorr = Dobs × (1 + ppm × 10−6) หรือ ΔD = ppm × D × 10−6
Tolerance / Spec: ค่าประกอบสัดส่วน (scale part) ในสเปกของ Total Station รุ่นงานก่อสร้างและงานรังวัดทั่วไปของผู้ผลิตหลักอยู่ในช่วงประมาณ ±(1–3 mm + 1.5–3 ppm) เมื่อวัดด้วยปริซึม และประมาณ ±(2–5 mm + 2–3 ppm) ในโหมดไร้ปริซึม (Reflectorless) ช่องป้อนค่า ppm ของเครื่องส่วนใหญ่รับค่าในช่วงประมาณ −999 ถึง +999 ppm
ข้อควรระวัง: ค่า 1 ppm เท่ากับ 1 มิลลิเมตรต่อระยะ 1 กิโลเมตร ที่ระยะ 100 เมตร ผลกระทบจึงเพียง 0.1 มิลลิเมตรและมองข้ามได้ แต่ที่ระยะ 1,200 เมตร การละเลย 15 ppm จะทำให้ระยะเพี้ยนไปประมาณ 18 มิลลิเมตร ซึ่งเกินเกณฑ์ของงานหมุดควบคุมแทบทุกชั้นงาน
Procedure: ขั้นตอนที่ 1 วัดอุณหภูมิอากาศบริเวณกึ่งกลางแนวเส้นวัด ไม่ใช่ที่ตัวกล้อง เพราะอากาศเหนือถนนคอนกรีตหรือหลังคาเมทัลชีทอาจร้อนกว่าอากาศทั่วไป 5–10 °C แขวนเทอร์โมมิเตอร์ในที่ร่ม สูงจากพื้นประมาณ 1.5 เมตร ปล่อยให้ค่านิ่งอย่างน้อย 2–3 นาทีก่อนอ่าน
ขั้นตอนที่ 2 อ่านความกดอากาศจากบารอมิเตอร์ที่ระดับหน้างานจริง หากไม่มีเครื่องวัด ให้ประมาณจากระดับความสูงภูมิประเทศ โดยความกดอากาศลดลงประมาณ 1 hPa ทุกความสูงที่เพิ่มขึ้นราว 8–9 เมตรจากระดับน้ำทะเล พื้นที่ราบภาคกลางอย่างรังสิตและปทุมธานีจึงใช้ค่าใกล้เคียง 1008–1013 hPa ได้
Tolerance / Spec: ในทางปฏิบัติใช้กฎง่าย ๆ ได้ว่า อุณหภูมิที่คลาดเคลื่อน 1 °C ทำให้ค่า ppm เพี้ยนประมาณ 1 ppm และความกดอากาศที่คลาดเคลื่อน 3.5 hPa ทำให้เพี้ยนอีกประมาณ 1 ppm ส่วนความชื้นสัมพัทธ์มีผลน้อยมากในย่านคลื่นแสง โดยทั่วไปไม่เกิน 0.5–1 ppm แม้ความชื้นเปลี่ยนจาก 40% เป็น 90% จึงยอมรับได้หากเครื่องไม่มีช่องป้อนความชื้น
ข้อควรระวัง: อย่าใช้ค่าอุณหภูมิจากแอปพยากรณ์อากาศของสถานีที่อยู่ห่างออกไปหลายกิโลเมตร เพราะสภาพจุลภาคหน้างานต่างกันมาก โดยเฉพาะงานกลางแจ้งช่วงบ่ายในฤดูร้อน
Procedure: ขั้นตอนที่ 3 เข้าเมนูตั้งค่าการวัดระยะของเครื่อง โดยทั่วไปอยู่ในหัวข้อ EDM Setting, Atmos หรือ Correction ผู้ผลิตส่วนใหญ่ให้ทางเลือกสองแบบ แบบแรกคือป้อนอุณหภูมิและความกดอากาศแล้วให้เครื่องคำนวณ ppm ให้อัตโนมัติ แบบที่สองคือป้อนค่า ppm ที่คำนวณเองโดยตรง เลือกใช้เพียงแบบเดียวเท่านั้น หากป้อนซ้ำทั้งสองทางบางรุ่นจะนำค่าไปบวกกัน
ขั้นตอนที่ 4 ตรวจสอบค่าคงที่ปริซึม (Prism Constant) ในหน้าจอเดียวกัน ค่าคงที่ปริซึมเป็นการแก้แบบคงที่หน่วยมิลลิเมตร ส่วน ppm เป็นการแก้แบบสัดส่วนตามระยะ ทั้งสองค่าต้องไม่ถูกสับสนกัน ค่าคงที่ปริซึมของผู้ผลิตหลักในตลาดอยู่ในช่วงประมาณ 0 ถึง −40 มิลลิเมตร ขึ้นกับยี่ห้อและชนิดของกระจกสะท้อน
Tolerance / Spec: Total Station หลายรุ่นในปัจจุบันมีเซนเซอร์อุณหภูมิและความกดอากาศในตัว และตั้งค่า ppm ให้อัตโนมัติ ควรตรวจว่าโหมดอัตโนมัติเปิดอยู่หรือไม่ก่อนป้อนค่าเอง เพราะการป้อนทับอาจถูกเขียนกลับเมื่อเครื่องอ่านเซนเซอร์รอบถัดไป
ข้อควรระวัง: หลังเปลี่ยนแบตเตอรี่หรือรีเซ็ตเครื่อง ค่าที่ตั้งไว้อาจกลับไปเป็นค่าโรงงาน ควรตรวจซ้ำทุกครั้งที่เปิดเครื่องใหม่ในวันทำงาน
Procedure: ขั้นตอนที่ 5 ทวนสอบด้วยเส้นฐานสั้น (Short Baseline) ที่ทราบระยะ เช่น หมุดคู่ในไซต์ที่เคยวัดไว้ด้วยเงื่อนไขควบคุม วัดซ้ำ 3–5 ชุด แล้วเทียบผลต่างกับค่าที่บันทึกไว้ หากผลต่างเปลี่ยนไปเป็นสัดส่วนกับระยะ แสดงว่าปัญหาอยู่ที่ค่า ppm หากผลต่างคงที่ไม่ขึ้นกับระยะ ให้ย้อนไปตรวจค่าคงที่ปริซึมแทน แนวคิดการแยกความคลาดเคลื่อนแบบคงที่ออกจากแบบสัดส่วนนี้เป็นหลักการเดียวกับที่ใช้ในกระบวนการทดสอบสมรรถนะเครื่องมือวัดระยะตามอนุกรมมาตรฐาน ISO 17123
ขั้นตอนที่ 6 บันทึกอุณหภูมิ ความกดอากาศ ค่า ppm ค่าคงที่ปริซึม และเวลาที่ตั้งค่า ลงในสมุดสนามหรือไฟล์งานทุกครั้ง คู่มืองานสำรวจของหน่วยงานวิศวกรรมอย่าง USACE EM 1110-1-1005 ระบุชัดว่าเงื่อนไขบรรยากาศขณะวัดเป็นส่วนหนึ่งของบันทึกภาคสนามที่ต้องตรวจสอบย้อนกลับได้ ไม่ใช่ข้อมูลเสริม
Tolerance / Spec: สำหรับงานวางผังอาคารพักอาศัยที่ระยะไม่เกิน 150 เมตร ความคลาดเคลื่อนจาก ppm ที่ตั้งพลาด 20 ppm คิดเป็นเพียง 3 มิลลิเมตร ยังอยู่ในเกณฑ์งานทั่วไป แต่สำหรับงานวงรอบระยะยาวหรือการเชื่อมหมุดควบคุมข้ามโครงการ ควรควบคุมค่า ppm ให้คลาดเคลื่อนไม่เกิน 2–3 ppm
ข้อแรก คือการตั้งค่า ppm ครั้งเดียวตอนเช้าแล้วใช้ทั้งวัน ในภูมิอากาศร้อนชื้นแบบไทย อุณหภูมิระหว่าง 07:00 น. กับ 14:00 น. ต่างกันได้ 10–14 °C ซึ่งเทียบเท่าการเลื่อนของค่า ppm ราว 10–14 ppm ควรปรับค่าใหม่อย่างน้อยช่วงเช้า กลางวัน และบ่าย
ข้อสอง คือการสลับหน่วย เครื่องบางรุ่นรับความกดอากาศเป็น mmHg ไม่ใช่ hPa การป้อน 1013 ลงในช่องที่คาดหวัง mmHg จะทำให้ค่า ppm ผิดพลาดระดับหลายร้อย ppm ให้สังเกตหน่วยบนหน้าจอทุกครั้ง
ข้อสาม คือการรวมค่าซ้ำ เมื่อโปรแกรมประมวลผลบนคอมพิวเตอร์ใส่ค่าแก้บรรยากาศให้อีกรอบ ทั้งที่ข้อมูลดิบถูกแก้มาแล้วจากตัวกล้อง ผลคือค่าแก้ถูกนับสองครั้ง ควรกำหนดให้ชัดตั้งแต่ต้นว่าจะแก้ที่ขั้นตอนใดขั้นตอนเดียว
ข้อสี่ คือการใช้ค่าที่ผู้ใช้คนก่อนตั้งค้างไว้ในกล้องเช่า ควรถือเป็นข้อบังคับว่าต้องตรวจหน้าจอ EDM Setting ก่อนเริ่มงานเสมอ
