แรงดึงดูดของโลก และทำไมกล้องสำรวจต้องปรับระดับฟองยาว

แรงดึงดูดของโลก และทำไมกล้องสำรวจต้องปรับระดับฟองยาว

     หัวใจสำคัญที่สุดในการตั้งกล้องสำรวจ (เช่น Total Station หรือกล้องวัดมุม) คือความถูกต้องของ แกนดิ่ง (Vertical Axis) หากแกนดิ่งของกล้องไม่ขนานกับแนวแรงดึงดูดของโลก ค่ามุมและพิกัดทั้งหมดจะคลาดเคลื่อนทันที

1. อิทธิพลของแรงดึงดูดของโลก (Gravity Effect)

   โลกมีแรงดึงดูดวิ่งเข้าสู่จุดศูนย์กลางมวลเสมอ ในทางสำรวจ เส้นนี้เรียกว่า "เส้นดิ่งที่แท้จริง" (True Vertical) และระนาบที่ตั้งฉากกับเส้นนี้เรียกว่า "ระนาบราบ"

• ผลกระทบ : กล้องสำรวจถูกออกแบบมาบนเงื่อนไขว่า แกนหมุนของกล้องต้องทับเป็นเส้นเดียวกับเส้นแนวแรงดึงดูดของโลกพอดี หากตั้งกล้องเอียง ระนาบการหมุนของกล้องจะเบี้ยว ส่งผลให้เกิดความคลาดเคลื่อนแกนดิ่งเอียง (Vertical Axis Tilt) ทำให้มุมราบเพี้ยน โดยเฉพาะเมื่อต้องส่องวัตถุที่มีมุมชันมากๆ เช่น ยอดตึก หรืออุโมงค์

2. ทำไมต้องใช้ "ระบบปรับระดับฟองยาว" (Plate Vial)?

   เพื่อให้แกนกล้องตรงกับแนวแรงดึงดูดโลก กล้องจึงต้องมีระบบปรับระดับ 2 ขั้นตอน ซึ่งใช้หลอดน้ำที่มีความไวต่างกัน

• หลอดฟองกลม (Circular Bubble) : มีความไวต่ำ ใช้สำหรับปรับระดับ "ขั้นต้น" เพื่อให้ขาตั้งกล้องเข้าใกล้ระนาบราบคร่าวๆ (ความละเอียดระดับลิปดา)
  
• หลอดฟองยาว / ฟองยาวอิเล็กทรอนิกส์ (Cylindrical Bubble) : มีความไวสูงมาก ใช้สำหรับปรับระดับ "ขั้นละเอียด" โดยช่างสำรวจจะหมุนควงสามเส้าดึงฟองอากาศให้เข้ากึ่งกลาง เพื่อดึงแกนดิ่งของกล้องให้ขนานกับแรงดึงดูดของโลกในระดับ ฟิลิปดา (Arc-Second)

3. หน้าที่วิกฤตของฟองยาว

เมื่อปรับฟองยาว (ทั้งแกน X และ Y) ได้สนิท จะส่งผลสำคัญ 2 อย่าง

• จานอ่านมุมทำงานถูกต้อง : แผงวงจรอ่านมุมภายในจะใช้ระนาบนี้เป็นจุดเริ่มต้นนับองศาที่เที่ยงตรง
  
• เปิดทางให้ระบบชดเชยอัตโนมัติ (Compensator) ทำงาน : กล้องรุ่นใหม่มีเซนเซอร์ของเหลวช่วยชดเชยความเอียงอัตโนมัติ แต่มันมีข้อจำกัด (ชดเชยได้ไม่เกิน +/- 3 ถึง +/- 6 ลิปดา) ช่างสำรวจจึงจำเป็นต้องปรับฟองยาวให้เข้าที่ก่อน เพื่อให้อยู่ในระยะที่เซนเซอร์อิเล็กทรอนิกส์จะเข้ามาคุมความแม่นยำระดับมิลลิเมตรต่อได้