Anglo-Francuski Survey (1784-1790) - Anglo-French Survey (1784–1790)

Anglo-francuski Survey (1784-1790) był geodezyjny Badanie zmierzyć względną pozycję Greenwich Observatory i Obserwatorium Paryskiego za pomocą triangulacji . Operacje angielskie, wykonane przez Williama Roya , obejmowały pomiary baz w Hounslow Heath (1784) i Romney Marsh (1787), pomiary kątów trójkątów (1787-1788) i wreszcie obliczenie wszystkich trójkątów ( 1788-1790). Ankieta jest bardzo ważna, ponieważ jest pierwszym dokładnym badaniem w Wielkiej Brytanii i prekursorem prac Ordnance Survey, które zostało założone w 1791 roku, rok po śmierci Roya.

Pamiętnik Cassini

Pod koniec życia, gdy miał 57 lat, Roy otrzymał możliwość ugruntowania swojej trwałej reputacji w świecie geodezji . Otwarcie nadeszło z zupełnie nieoczekiwanego kierunku. W 1783 roku Cassini de Thury skierował pamiętnik do Towarzystwa Królewskiego, w którym wyraził poważne zastrzeżenia do pomiarów szerokości i długości geograficznej przeprowadzonych w Obserwatorium w Greenwich . Zasugerował, że prawidłowe wartości można znaleźć, łącząc dane z Obserwatorium Paryskiego z dokładnym pomiarem trygonometrycznym między dwoma obserwatoriami. (Francuskie sondaże przeprowadzono już w trakcie przygotowywania mapy Francji ). Tę krytykę stanowczo odrzucił Nevil Maskelyne , przekonany o dokładności pomiarów z Greenwich, ale jednocześnie zdał sobie sprawę, że Pamiętnik Cassini dostarczył środków do promowania funduszy rządowych na ankietę, która byłaby cenna sama w sobie. Zgoda została przyznana i Sir Joseph Banks , prezes Royal Society , zaproponował, aby Roy poprowadził projekt. Roy chętnie zaakceptował i wprawił sprawę w ruch, przedstawiając Koronie rażąco niedoszacowany budżet na siłę roboczą (zdecydowanie największy element) oraz nowe precyzyjne instrumenty, które miał zbudować Jesse Ramsden . Cały projekt jest opisany w trzech dużych artykułach Roya w Philosophical Transactions of the Royal Society of London w 1785, 1787 i 1790. Są krótsze relacje o projekcie w History of the Royal Engineers autorstwa Portera i w każdej historii Ordnance Ankieta, w szczególności książka Seymoura, a także Owena i Pilbeama.

Baza Hounslow Heath, 1784

Linia bazowa Hounslow Heath (na niebiesko) oraz obwód i 2 główne pasy startowe lotniska Heathrow (na żółto) nałożone na mapę Ordnance Survey z 1935 r.

Pierwszym zadaniem każdego badania jest ustalenie punktu odniesienia, a po poszukiwaniach dokonanych przez Roya i trzech innych członków Towarzystwa Królewskiego w dniu 16 kwietnia, skoncentrowali się na sercu tego, co było głównie nadal zwykłą ziemią , zachodnim pasie Hounslow Heath. Było to prawie jednolite zejście z 83-57 stóp (25-17 m) AOD między King's Arbor (upamiętnione przez replikę armaty poza lotniskiem Northern Perimeter Road of Heathrow ) a punktem na polach Hampton Poor-house , pięć mil i tysiąc stóp na południowy wschód. Kierunek został po raz pierwszy wybrany tak, aby pasował do ukształtowania terenu, ale widziano, że prawie pokrywa się z teleskopowym widokiem na wieżę kościoła Wszystkich Świętych w Banstead , około 12 mil dalej, i dlatego został dokładnie zbieżny z tym kierunek: jest pokazywany jako niebieska linia na mapie, wstawka.

Ziemia została oczyszczona z krzaków i przeprowadzono wstępny pomiar linii za pomocą 100-stopowego stalowego łańcucha składającego się ze 100 ogniw, przygotowanego przez Jesse Ramsden . Zamiarem było dokładniejsze mierzenie za pomocą zestawu trzech kalibrowanych prętów rozdrabniających wyprodukowanych o długości 20 stóp. Trzy zostały wsparte na kozłach, a końce ustawione z dokładnością do tysięcznej części cala. Następnie pierwszą wędkę przeniesiono do końca trzeciej, operację tę powtarzano 1370 razy. Niestety wędziska te musiały zostać porzucone ze względu na ich podatność na wydłużanie i skracanie w deszczową pogodę, a zastąpiono je szklanymi o grubości jednego cala. Wilgotność nie miała wpływu na pręciki, ale kluczem było skorygowanie rozszerzalności cieplnej. Dokonano również korekty poziomu morza, ponieważ obliczenia sondażu odnosiły się do tej wysokości. Ostateczny pomiar podaje długość podstawy na 27404,01 stopy. Pomiar linii bazowej do tak wysokiego standardu precyzji był niezwykłym osiągnięciem i w uznaniu Royal Society przyznało Royowi Medal Copleya w 1785 roku.

Działo wyznaczające koniec linii bazowej Hampton w Roy Grove

W 1784 r. końce linii bazowej zostały oznaczone środkowymi osiami dwóch pionowych drewnianych rur, nad którymi centrowano teodolit do pomiarów z bazy: rury mogły również podtrzymywać maszty flagowe jako znaczniki, gdy baza była widziana z innych stacji (lub jednego końca od drugiego). Po rewizji w 1791 r. ( OS1791-1794 ) rury zastąpiono działami, które wciąż są na miejscu, chociaż jest pewne, że w ciągu minionych lat działa zostały naruszone i nieznacznie przesunięte. Nowoczesne lokalizacje południowo-wschodnich punktów końcowych znajdują się w Roy Grove, Hampton . Północno-zachodni koniec na lotnisku Heathrow znajduje się na północnej drodze obwodowej. Tablice przylegające do armat brzmią następująco:

Czekam na Ramsdena

Po zmierzeniu linii bazowej Roy chciał jak najszybciej przeprowadzić triangulację, ale został udaremniony przez niepowodzenie Ramsdena w produkcji nowego teodolitu . Doprowadziło to do pewnej dozy rozgoryczenia i Roy posunął się tak daleko, że oskarżył Ramsdena o zaniedbanie i opieszałość – publicznie i w swoim następnym raporcie w Philosophical Transactions .

Proponowana siatka triangulacyjna.

Raport z 1787 roku świadczy o tym, jak Roy zajmował się oczekiwaniem na teodolit. Pierwsza część dotyczy proponowanej trasy badania. Większą dokładność osiąga się, gdy trójkąty mają regularny kształt, a rysunek pokazuje, że większość z nich jest zbliżona do równobocznej, z odejściami tylko wtedy, gdy trójkąty zmniejszają się w kierunku podstawy i muszą rozciągać się nad kanałem. Typowe boki mają około 20 mil, ale linie przecinające kanał mają do 45 mil długości.

Druga część raportu to wnikliwa analiza wyników sondażu Cassiniego na temat Francji między Paryżem a Dunkierką . Trzecia część zawiera porównanie siedmiu modeli figury Ziemi wyprowadzonych zarówno z łuków południkowych, jak i eksperymentów z wahadłem, a następnie proponuje dalsze łuki południkowe w Indiach i Rosji, a także łuk długości geograficznej na równiku. Na koniec apeluje o kontynuację ankiety do reszty Wielkiej Brytanii.

Triangulacja, 1787

Pierwsze zbadane trójkąty

Teodolit Ramsdena został ostatecznie dostarczony latem 1787 roku, a cały pośpiech został wykonany, aby ukończyć jak najwięcej przed zimą. Pierwsze trójkąty biegły od końców bazy do Wieży Wzgórza Wiecznego w Ealing i Wzgórza Św. Anny w Chertsey , z dodatkowym widokiem na Zamek Windsor tylko od strony północno-zachodniej. W ten sposób zmierzono dwa kąty na końcu SE podstawy i cztery kąty na końcu NW. Teodolit został następnie przeniesiony na Wzgórze Hanger, gdzie z drugiej strony zaobserwowano końce linii bazowej i ustanowiono kolejne trzy nowe linie widzenia do Obserwatorium Greenwich , Upper Norwood i Hundred Acres ( Banstead ). W ten sposób siatka trójkątów została rozciągnięta w dół w kierunku wybrzeża, gdzie można było zobaczyć niektóre francuskie stacje, które zostały zmierzone w trakcie triangulacji Cassiniego. Poniższy rysunek przedstawia rzeczywistą triangulację, relief czyniący strukturę bardziej zrozumiałą. Zwróć uwagę na drugą bazę w Romney Marsh . Porównując zmierzoną długość z długością obliczoną przez siatkę triangulacyjną, można było ocenić dokładność podbudowy.

Rzeczywista siatka triangulacyjna.

Przenośne rusztowanie dla wielkiego teodolitu, pokazujące podpory wewnętrzne i zewnętrzne

Proces wydaje się zwodniczo prosty, ale wymagał dużo wytrwałości i organizacji. Gdy teodolit znalazł się na stacji, sygnalizatorzy zostali wysłani do wszystkich innych stacji, które miały być obserwowane z tego punktu, zwykle pięć lub sześć stacji, ale aż do 10 w przypadku Fairlight Head . Na krótkich dystansach wystarczyłby prosty maszt, ale na dłuższe widoki trzeba było używać świateł w nocy. Najjaśniejsze światła, tak zwane światła białe, uzyskano przez spalenie mieszanki zapalającej, która trwała tylko przez krótki czas. Wielokanałowe użycie tych świateł wymagało starannych ustaleń czasowych, które mogły uwzględniać kaprysy pogody i zegarki kieszonkowe. Na wielu stacjach, dla teodolitu lub sygnałów, konieczne było podniesienie instrumentu na przenośnej wieży o wysokości ponad 30 stóp. Wieża miała dwa elementy: wewnętrzna rama podtrzymywała instrument, a zewnętrzna podtrzymywała obserwatorów, minimalizując w ten sposób zakłócenia instrumentu.

Raport końcowy

Raport końcowy z 1790 r. przedstawia dane dotyczące odległości między Paryżem a Greenwich, a także dokładną szerokość, długość i wysokość brytyjskich stacji triangulacyjnych. Podczas badania Roy wykorzystywał każdą okazję, aby ustalić położenie jak największej liczby drugorzędnych punktów orientacyjnych w nadziei, że zostaną one wykorzystane jako podstawa do przyszłych badań topograficznych, na podstawie których można by przygotować nowe mapy dla hrabstw Middlesex , Surrey , Kent i Sussex . W rzeczywistości te hrabstwa zostały ponownie zbadane podczas głównej triangulacji Wielkiej Brytanii, która rozpoczęła się w 1791 roku, rok po jego śmierci. W chwili śmierci poprawiał ostateczne dowody swojego raportu, a prace zostały doprowadzone do końca przez Isaaca Dalby'ego , starszego cywilnego pracownika Zarządu Ordnance, który zorganizował obliczenia trójkątów.

Uwagi

Bibliografia

Zobacz też

• Ankieta uzbrojenia
• Geodezja
• Triangulacja