ตั้งระดับ Theodolite ด้วย Plate & Circular Bubble ใน 5 ขั้นตอน

การตั้งระดับ Theodolite ให้ฟองอากาศอยู่ในศูนย์กลางทั้ง Plate Level และ Circular Level เป็นกระบวนการเตรียมก่อนวัดมุมทุกครั้ง การข้ามขั้นตอนนี้หรือทำไม่ครบจะทำให้แกนตั้ง (Vertical Axis) ไม่ตรงดิ่งกับแนวแรงโน้มถ่วงโลก ส่งผลให้มุมราบ (Horizontal Angle) และมุมดิ่ง (Vertical Angle) ที่อ่านได้คลาดเคลื่อนเป็นระบบ (Systematic Error) ซึ่งไม่สามารถลบล้างด้วยการเฉลี่ยสองหน้ากล้องได้

1. เตรียม Tripod และตั้งจุดศูนย์เหนือหมุด

ตั้งขาตั้งกล้อง (Tripod) ให้หัวขาเกือบขนานกับพื้นโลก โดยหัวขาควรอยู่สูงระดับอกของผู้สังเกต กางขาให้ห่างกันประมาณ 1.0–1.2 เมตร กดปลายขาให้จมลงในดินอย่างมั่นคง ติดตั้งกล้องวัดมุม (Theodolite) เข้ากับ Tribrach ด้วยสกรูยึดให้แน่น ใช้ Optical Plummet หรือ Laser Plummet เล็งจุดศูนย์ให้ตรงกับหมุดควบคุม (Control Point) เบื้องต้น โดยขยับขา Tripod ไม่ใช่หมุนสกรูปรับระดับ

ข้อควรระวัง: หากตั้งบนพื้นแข็งเช่นคอนกรีตหรือถนนลาดยาง ให้ใช้แผ่นยางรอง หรือทำเครื่องหมายจุดวางปลายขาเพื่อกันลื่น และกดขายึดให้แน่นทุกข้อต่อก่อนปล่อยมือ

2. ตั้ง Circular Level (ฟองอากาศกลม) ด้วยการปรับขา Tripod

Circular Level มีความไว (Sensitivity) อยู่ในช่วง 8' ถึง 10' ต่อ 2 มม. ตามผู้ผลิตหลัก ใช้สำหรับการตั้งระดับหยาบ (Coarse Leveling) ปรับให้ฟองอากาศเข้าวงกลมโดย ยืดหรือหดขา Tripod ทีละขา ห้ามใช้สกรู Foot Screw ในขั้นตอนนี้ เพราะจะทำให้จุดศูนย์เคลื่อนออกจากหมุด เทคนิคที่ใช้ได้ผลคือเลื่อนฟองในแนวที่ตรงข้ามกับขาที่ต้องการยืด เมื่อ Circular Level เข้าศูนย์ ให้ตรวจ Optical Plummet ซ้ำว่ายังเล็งหมุดอยู่ ถ้าเลื่อนเล็กน้อย คลายสกรู Tribrach แล้วเลื่อนกล้องในแนวระนาบจนเล็งหมุดใหม่

3. ตั้ง Plate Level (ฟองอากาศหลอด) ด้วย Foot Screw

Plate Level บนกล้องวัดมุมระดับงานสำรวจมีความไวสูง โดยทั่วไปอยู่ในช่วง 20" ถึง 40" ต่อ 2 มม. สำหรับ Theodolite ความละเอียด 5"–7" และ 6" ถึง 20" สำหรับรุ่นความละเอียด 1"–2" ขั้นตอนมาตรฐานคือ

หมุนกล้องให้ Plate Level ขนานกับแนวสกรูปรับระดับ 2 ตัวใดก็ได้ (เรียก Screw A และ Screw B) หมุนสกรูทั้งสองพร้อมกันในทิศตรงข้าม ใช้กฎหัวแม่มือซ้าย คือฟองจะเคลื่อนตามทิศหัวแม่มือซ้ายของมือที่หมุนสกรู หมุนกล้อง 90 องศา ใช้สกรูตัวที่สาม (Screw C) ปรับเพียงตัวเดียวให้ฟองเข้าศูนย์ หมุนกล้องกลับไปตำแหน่งเดิม ตรวจซ้ำ และทำซ้ำหลายรอบจนฟองอยู่ในศูนย์ทั้งสองแนว

Tolerance: ฟองต้องไม่เคลื่อนเกิน 1 ขีดบนหลอด เมื่อหมุนกล้อง 360 องศา ถ้าเคลื่อนเกิน 1 ขีด แสดงว่า Plate Level เอียง ต้องปรับด้วยสกรูปรับ (Adjusting Screw) ที่ตัวฟอง

4. ตรวจสอบ Plummet หลังตั้งระดับ

หลังตั้ง Plate Level เข้าศูนย์แล้ว ให้ตรวจ Optical/Laser Plummet ซ้ำ คลายสกรู Tribrach เลื่อนกล้องในแนวระนาบให้เล็งจุดศูนย์หมุดอีกครั้ง แล้วตรวจ Plate Level ซ้ำ ทำวนรอบจนทั้งฟองอากาศและจุดศูนย์ตรงพร้อมกัน เกณฑ์ยอมรับสำหรับงานวัดมุมความแม่นยำสูง (เช่นงาน Triangulation, Monitoring) ค่าเบี่ยงเบนของจุดศูนย์ต้องไม่เกิน 0.5–1.0 มม. สำหรับงานทั่วไป 1–2 มม. เป็นที่ยอมรับ

ตามหลักการความไม่แน่นอนของแกนตั้ง (Vertical Axis Error) ความคลาดเคลื่อนของมุมดิ่ง คำนวณจากสูตร

ΔV = i × sin(α)

เมื่อ ΔV คือความคลาดเคลื่อนเชิงมุมดิ่ง i คือความเอียงของแกนตั้ง (Vertical Axis Tilt) และ α คือมุมเงย ตัวอย่างเช่น หากแกนตั้งเอียง 20" และเล็งเป้าที่มุมเงย 30 องศา ความคลาดเคลื่อนของมุมดิ่งจะเท่ากับ 20" × sin(30°) = 10" ซึ่งเกินเกณฑ์ของกล้องระดับ 5"

5. ตรวจสอบ 360 องศา และบันทึก

ก่อนเริ่มวัดจริง ให้หมุนกล้อง 360 องศาช้า ๆ สังเกตฟอง Plate Level ต้องอยู่ในขีดศูนย์ตลอด ถ้าเคลื่อนเกินครึ่งขีด ให้ปรับซ้ำ จากนั้นบันทึกอุณหภูมิ (Temperature) และความกดอากาศ (Atmospheric Pressure) สำหรับการปรับ EDM ในกรณี Total Station ส่วน Theodolite ล้วน ๆ ให้บันทึกเวลา ตำแหน่ง และผู้ปฏิบัติงานในสมุดสนาม (Field Book) เพื่อสอบกลับได้ตาม ISO/IEC 17025

ข้อควรระวัง: ในที่ที่อุณหภูมิเปลี่ยนเร็ว เช่นช่วงเช้าตรู่หรือใกล้แหล่งความร้อน ฟองอากาศจะเคลื่อนเองได้ ควรตรวจซ้ำทุก 15–20 นาที หรือทุกครั้งที่ย้ายตำแหน่งกล้อง