ไขปริศนาค่าคงที่: "Prism Constant" ความลับที่ซ่อนอยู่ในการวัดระยะทางที่แม่นยำ

ไขปริศนาค่าคงที่: "Prism Constant" ความลับที่ซ่อนอยู่ในการวัดระยะทางที่แม่นยำ
หากคุณเคยเห็นช่างสำรวจใช้กล้องสำรวจ Total Station เล็งไปที่เป้าสะท้อนแสงรูปทรงคล้ายเพชรที่เรียกว่า "ปริซึม" คุณอาจสงสัยว่า ทำไมต้องมีเป้าหมายนี้ และเหตุผลใดที่ต้องมีการตั้งค่าตัวเลขเล็ก ๆ ในเครื่องมือ ก่อนทำการวัดระยะทาง?  ตัวเลขเล็ก ๆ ที่ว่านั้นคือ "ค่าคงที่ของเป้าปริซึม" (Prism Constant) ซึ่งเป็นหนึ่งในตัวแปรสำคัญที่สุด ที่ชี้วัดความถูกต้องของงานสำรวจทั้งหมด

ค่าคงที่คืออะไร... และทำไมต้องมี?
Total Station วัดระยะทางด้วยการยิงลำแสงเลเซอร์ (คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า) ไปยังเป้าปริซึม แล้วจับเวลาที่แสงใช้ในการสะท้อนกลับมา แต่ปัญหาไม่ได้อยู่ที่การเดินทางของแสงในอากาศ แต่อยู่ที่การเดินทางของแสง ในเนื้อแก้วของปริซึม ค่าคงที่ของเป้าปริซึม ก็คือ ค่าชดเชยระยะทาง (Distance Offset) ที่จำเป็นต้องใช้เพื่อปรับแก้ความคลาดเคลื่อนที่เกิดจากการออกแบบทางกายภาพของปริซึม:
จุดศูนย์กลางทางแสง (Optical Center): คือจุดที่แสงเลเซอร์สะท้อนกลับจากปริซึมอย่างแท้จริง
จุดศูนย์กลางทางกล (Mechanical Center): คือจุดศูนย์กลางของแท่นยึดปริซึม ซึ่งเป็นตำแหน่งที่เราต้องการให้เป็นค่าอ้างอิงในทางอุดมคติ จุดศูนย์กลางทั้งสองนี้ควรจะทับซ้อนกัน แต่ในความเป็นจริง จุดศูนย์กลางทางแสงมักจะเยื้องศูนย์ (Offset) ออกไปด้านหน้าหรือด้านหลังของแกนยึด นั่นหมายความว่าระยะทางที่ Total Station คำนวณได้ อาจจะ สั้นกว่า หรือ ยาวกว่า ระยะทางจริงเล็กน้อยดังนั้น ค่าคงที่ของปริซึม (เช่น -30 มม. หรือ 0 มม.) จึงเป็นตัวเลขที่เราป้อนเข้าไปในกล้อง เพื่อให้ซอฟต์แวร์ของ Total Station ทำการ บวกหรือลบ ระยะทางที่วัดได้โดยอัตโนมัติ ทำให้ได้ระยะทางที่ถูกต้องแม่นยำ

ปริซึมแต่ละแบบ มีค่าไม่เท่ากัน!
ปริซึมแต่ละชนิด แต่ละยี่ห้อ ถูกออกแบบมาด้วยการจัดเรียงกระจกสะท้อนต่างกัน ทำให้มีค่าคงที่ที่แตกต่างกันไป:
ปริซึมมาตรฐาน (Standard Prism): มักมีค่าคงที่อยู่ที่ -30 มม. หรือ 0 มม.
ปริซึมขนาดเล็ก (Mini Prism): มักมีค่าคงที่ที่หลากหลาย เช่น +10 มม., +17.5 มม. หรือ +30 มม. ขึ้นอยู่กับการออกแบบ
ข้อควรระวัง: ความแตกต่างระหว่างผู้ผลิต
สิ่งที่ทำให้ช่างสำรวจสับสนอยู่บ่อยครั้ง คือวิธีการกำหนดค่าคงที่ของแบรนด์กล้องสำรวจที่แตกต่างกัน:

Absolute Offset: ผู้ผลิตส่วนใหญ่ (Sokkia, Topcon, Trimble) ใช้ค่าที่ระบุอยู่บนปริซึมโดยตรง เช่น ถ้าปริซึมระบุว่า $-30$ ก็ตั้งค่าในกล้องเป็น $-30$
Leica Offset: Leica มักจะใช้ค่าอ้างอิงที่แตกต่างออกไป (มี Offset ประมาณ $34.4 \text{ มม.}$ จากค่า Absolute) ทำให้หากใช้ปริซึมต่างยี่ห้อกับกล้อง Leica หรือในทางกลับกัน จะต้องทำการ แปลงค่าคงที่ ก่อนเสมอ 

สรุป: ค่าคงที่ของเป้าปริซึม ไม่ใช่แค่ตัวเลขที่ต้องกรอก แต่เป็น การปรับแก้ที่สำคัญที่สุด ในการรับประกันความแม่นยำของระยะทาง ดังนั้น ไม่ว่าจะสำรวจที่ไหน สิ่งแรกที่ช่างสำรวจต้องทำคือ "ตรวจสอบและตั้งค่าค่าคงที่ของปริซึม" ให้ถูกต้องตรงกับอุปกรณ์ที่ใช้งานนั่นเอง