Last updated: 20 พ.ค. 2569 | 8 จำนวนผู้เข้าชม |
ในงานสำรวจระดับ (Leveling) ที่ระยะระหว่างกล้องระดับ (Auto Level) ถึงไม้สต๊าฟ (Staff) มากกว่า 50 เมตร ค่าระดับที่อ่านได้จะคลาดเคลื่อนจาก "ค่าจริง" เพราะปัจจัยทางธรรมชาติสองอย่างที่หักล้างกันบางส่วน คือ ความโค้งของโลก (Earth Curvature) และการหักเหของบรรยากาศ (Atmospheric Refraction) ทฤษฎีนี้ระบุไว้ในแนวทาง USACE EM 1110-1-1005 และ FGCS Specifications and Procedures for Geodetic Leveling การเข้าใจที่มาที่ไปและการประยุกต์สูตรช่วยให้ช่างสำรวจประเมินขนาดความผิดพลาดและออกแบบโปรไฟล์การวัดได้อย่างถูกต้อง
เมื่อแสงในกล้อง Auto Level เดินทางในแนวระดับ (Line of Sight) ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นแบ่งเป็นสองส่วน:
ทั้งสองปัจจัยมีทิศตรงข้ามกัน หักล้างกันบางส่วน แต่ไม่หมด จึงต้องคำนวณ Combined Correction (CR)
สูตรพื้นฐานที่ใช้กันในวงการ Geodetic Leveling คือ:
CR = (1 − k) × D² / (2R)
โดย:
หากแยก Earth Curvature และ Refraction ออกจากกัน:
Curvature: c = D² / (2R) | Refraction: r = k × D² / (2R)
ตัวอย่างค่าประมาณ: ที่ระยะ 100 เมตร CR ≈ 0.68 มิลลิเมตร, ที่ 200 เมตร ≈ 2.73 มม., ที่ 500 เมตร ≈ 17 มม. ค่ามากขึ้นอย่างรวดเร็วตามกำลังสองของระยะ ข้อควรระวัง: ค่า k เปลี่ยนตามช่วงเวลาในวัน ช่วงเช้า-เย็นใกล้พื้นดินอาจมี k ที่แปรปรวนถึง 0.05–0.30
เทคนิคพื้นฐานที่ลดผลของ Curvature & Refraction ให้เกือบเป็นศูนย์ คือการตั้งกล้องระดับให้ระยะ Backsight (BS) เท่ากับระยะ Foresight (FS) เพราะ CR ของทั้งสองด้านจะมีค่าเท่ากันและหักลบกันโดยอัตโนมัติเมื่อนำมาคำนวณผลต่างของระดับ (ΔH = BS − FS)
FGCS แนะนำเกณฑ์: Class I (First-Order Leveling) ต้องการความต่างของระยะ BS−FS ไม่เกิน 5 เมตรต่อสถานี และไม่เกิน 10 เมตรสะสมต่อเส้นทาง ส่วน Class II–III ผ่อนปรนได้บ้างแต่ไม่ควรเกิน 10–20 เมตร
ในงานข้ามแม่น้ำ (Reciprocal Leveling) งานในเมืองที่จุดบังคับวางไม่ลงตัว หรือ Profile Leveling ในเขตที่มีอุปสรรค ระยะ BS อาจไม่เท่า FS ในกรณีนี้ต้องคำนวณ CR แยกแต่ละสถานีและนำมาแก้ค่าก่อนคำนวณ Closure Error
Tolerance สำหรับงาน Class 2 ตาม USACE: ความคลาดเคลื่อนสะสม (Misclosure) ของวงรอบควรไม่เกิน 8.4 × √K มม. (เมื่อ K คือระยะทางรวมในกิโลเมตร)
Coefficient of Refraction (k) ขึ้นกับอุณหภูมิ ความดัน และ Gradient ของอุณหภูมิตามความสูง:
ข้อควรระวัง: งาน Precise Leveling ตาม ISO 17123-2 แนะนำให้หลีกเลี่ยงช่วงเที่ยงวัน และเลือกเวลาที่ Gradient อุณหภูมิคงที่ พร้อมจำกัดความสูงของเส้นเล็งให้ไม่ต่ำกว่า 0.5 เมตรจากพื้น
เมื่อใช้ Trigonometric Leveling จากกล้องประมวลผลรวม (Total Station) ผลของ Curvature & Refraction มีค่ามากขึ้นเพราะระยะมักไกลกว่ากล้องระดับ สูตรค่า ΔH จะใช้:
ΔH = D × tan(α) + hᵢ − hₜ + CR
โดย α คือมุมดิ่งจากแนวระดับ, hᵢ คือความสูงเครื่องมือ, hₜ คือความสูงเป้า ส่วน CR คือ (1−k)D²/(2R) ที่ระบบหลายรุ่นของ Total Station มีฟังก์ชัน Auto-Correction เปิด/ปิดได้ในเมนู Setting