Англо-французское исследование (1784–1790)
Англо -французская съемка (1784–1790) — геодезическая съемка для измерения относительного положения Королевской Гринвичской и Парижской обсерваторий посредством триангуляции . Английские операции, выполненные Уильямом Роем , заключались в измерениях оснований в Хаунслоу-Хит (1784 г.) и Ромни-Марше (1787 г.), измерениях углов треугольников (1787–1788 гг.) и, наконец, вычислении всех треугольников (1787–1788 гг.) 1788–1790). Это исследование очень важно как первое точное исследование в Великобритании и предшественник службы артиллерийского управления , основанной в 1791 году, через год после смерти Роя.
Мемуары Кассини
[ редактировать ]В конце жизни, когда ему было 57 лет, Рою была предоставлена возможность завоевать прочную репутацию в мире геодезии . Открытие произошло с совершенно неожиданной стороны. В 1783 году директор обсерватории Парижской Кассини де Тюри выступил с мемуарами. [ 1 ] Королевскому обществу в Лондоне, в котором он выразил серьезные сомнения по поводу измерений широты и долготы, проводимых в Королевской Гринвичской обсерватории . Он предположил, что правильные значения можно найти, объединив данные Парижской обсерватории с точными тригонометрическими исследованиями между двумя обсерваториями. (Французские изыскания уже проводились в ходе подготовки карты Франции .) Эта критика была категорически отвергнута Невилом Маскелайном , который был убежден в точности гринвичских измерений, но в то же время понимал, что Мемуары Кассини предоставили возможность обеспечить государственное финансирование исследования, которое само по себе было бы ценным. [ 1 ] Одобрение было получено, и сэр Джозеф Бэнкс , президент Королевского общества , предложил Рою возглавить проект. Рой с радостью принял предложение и приступил к делу, представив Короне сильно заниженный бюджет на рабочую силу (безусловно самый крупный элемент) и новые точные инструменты , которые должен был построить Джесси Рамсден . Весь проект описан в трех больших статьях Роя в «Философских трудах Лондонского королевского общества» в 1785, 1787 и 1790 годах. [ 2 ] Более короткие отчеты о проекте есть в « Истории королевских инженеров» Портера. [ 3 ] и во всех историях Управления боеприпасов, особенно в книге Сеймура [ 4 ] а также Оуэна и Пилбима. [ 5 ]
База Хаунслоу-Хит, 1784 год.
[ редактировать ]
Первая задача любого исследования — установить исходную линию, и после поисков, проведенных Роем и тремя другими членами Королевского общества 16 апреля, они остановились на сердце того, что в основном все еще оставалось общинной землей , — западной части Хаунслоу-Хит. Это был почти равномерный спуск с высоты 83–57 футов (25–17 м) по высоте между Королевской беседкой (увековеченной копией пушки за пределами дороги по северному периметру аэропорта Хитроу ) и точкой на полях Хэмптонской богадельни . пять миль и одна тысяча футов к юго-востоку. Направление сначала было выбрано с учетом рельефа местности, но оказалось, что оно почти совпадает с видом в телескоп на шпиль церкви Всех Святых в Банстеде , примерно в 12 милях отсюда, и поэтому оно было сделано точно совпадающим с этим направлением. направление: на карте выше оно показано синей линией.
Земля была очищена от кустов, и было проведено предварительное измерение линии с помощью стальной цепи длиной 100 футов из 100 звеньев, подготовленной Джесси Рамсденом . Было намерение провести более точные измерения с помощью набора из трех калиброванных стержней длиной 20 футов. Три из них поддерживались на опорах, а концы были выровнены с точностью до тысячной доли дюйма. Затем первый стержень поднесли к концу третьего, и эту операцию пришлось повторить 1370 раз. К сожалению, от стержней из сделки пришлось отказаться из-за их склонности удлиняться и укорачиваться во влажную погоду, и их заменили стержнями из стекла толщиной в один дюйм. На стержни не влияла влажность, но это было ключом к компенсации теплового расширения. Была также поправка на уровень моря, поскольку расчет съемки проводился по этой высоте. Окончательное измерение дает длину основания как 27404,01 фута. Измерение базовой линии с таким высоким стандартом точности было выдающимся достижением и признанием Королевское общество наградило Роя медалью Копли в 1785 году.
В 1784 году концы базовой линии были отмечены центральными осями двух вертикальных деревянных труб, над которыми центрировался теодолит для измерений от базы: трубы также могли поддерживать флагштоки в качестве маркеров, когда база наблюдалась с других станций (или с одного конца). от другого). После повторного обследования в 1791 году ( OS1791-1794 ) трубы были заменены пушками, которые все еще стоят на месте, хотя несомненно, что за прошедшие годы пушки были потревожены и слегка перемещены. Современное расположение юго-восточных конечных точек находится в Рой-Гроув, Хэмптон . Северо-западный конец аэропорта Хитроу расположен на дороге по северному периметру. [ 6 ] [ 7 ] Таблички рядом с пушками гласят следующее:
ЭТА ТАБЛИЧКА БЫЛА ПРИКРЕПЛЕНА В 1926 ГОДУ В ОЗВУЧЕНИЕ 200-ЛЕТИЯ
ГОДОВЩИНА СО РОЖДЕНИЯ ГЕНЕРАЛА-МАИРА ФРС УИЛЬЯМА РОЯ,
РОДИЛСЯ 4 МАЯ 1726 ГОДА – УМЕР 1 ИЮЛЯ 1790 ГОДА.
Ему пришла в голову идея провести триангуляцию этого
СТРАНЫ И ПОСТРОЕНИЯ ПОЛНОЙ И ТОЧНОЙ КАРТЫ, И
ТАК ЗАЛОЖЕНА ФУНДАМЕНТ ОБСЛЕДОВАНИЯ боеприпасов.
ЭТО РУЖЬЕ ОТМЕЧАЕТ ТЕРМИНАЛ SE БАЗЫ, КОТОРАЯ БЫЛА ИЗМЕРЕНА В 1784 ГОДУ.
ПОД НАДЗОРОМ ГЕНЕРАЛА РОЙ, В ЧАСТИ
НАБЛЮДЕНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ
ГРИНВИЧСКАЯ И ПАРИЖСКАЯ ОБСЕРВАТОРИИ – ЭТО ИЗМЕРЕНИЕ БЫЛО
ВОЗМОЖНО БЛАГОДАРЯ ЩЕДРОСТИ Его Величества короля Георга III, КОТОРОГО
ПРОВЕРИЛ РАБОТУ 21 АВГУСТА 1784 ГОДА.
В 1791 ГОДУ БАЗУ СНОВА ИЗМЕРИЛ КАПИТАН МАДЖ.
НАЧАЛО ОСНОВНОЙ ТРИАНГУЛЯЦИИ ВЕЛИКОБРИТАНИЯ.
ДЛИНА БАЗЫ – УМЕНЬШЕНА ДО MSL
• ПО ИЗМЕРЕНИЯМ РОЙ – 27404,01 ФУТОВ
• ПО ИЗМЕРЕНИЯМ MUDGE – 27404,24 ФУТА.
• ОПРЕДЕЛЕНО КЛАРКОМ В 1858 ГОДУ ПО УСЛОВИЯМ ОБСЛЕДОВАНИЯ боеприпасов.
СТАНДАРТ 01 – 27406,19 ФУТОВ
В ожидании Рамсдена
[ редактировать ]После того, как базовая линия была измерена, Рой стремился как можно скорее приступить к триангуляции, но ему помешала неспособность Рамсдена создать новый теодолит . Это привело к определенной резкости, и Рой зашел так далеко, что обвинил Рамсдена в небрежности и медлительности – публично. [ 8 ] и в своем следующем отчете в журнале Philosophical Transactions . [ 9 ]
Отчет 1787 года свидетельствует о том, чем Рой занимался в ожидании теодолита. В первом разделе речь идет о предлагаемом маршруте обследования. Большая точность достигается, если треугольники сохраняют правильную форму, и на рисунке видно, что большинство из них близки к равносторонним, с отклонениями только там, где треугольники уменьшаются в размерах к основаниям и где им приходится простираться над Ла-Маншем . Типичные стороны составляют около 20 миль, но линии, пересекающие Ла-Манш, имеют длину до 45 миль.
Вторая часть отчета представляет собой тщательное исследование результатов исследования Кассини Франции между Парижем и Дюнкерком . Третья часть включает сравнение семи моделей Фигуры Земли , полученных как на основе дуг меридианов, так и экспериментов с маятником, а Рой продолжает предлагать дополнительные дуги меридианов в Индии и России, а также дугу долготы на экваторе. Наконец, он обращается с призывом продолжить исследование для остальной части Великобритании.
Триангуляция, 1787 г.
[ редактировать ]
Теодолит Рамсдена в конце концов был доставлен летом 1787 года, и было приложено все усилия, чтобы завершить его как можно раньше до зимы. Первые треугольники были от концов базы до башни Хэнгер-Хилл в Илинге и холма Святой Анны в Чертси , с дополнительным видом на Виндзорский замок только с северо-западного конца. Таким образом, были измерены два угла на юго-восточном конце основания и четыре угла на северо-западном конце. Затем теодолит был перенесен на Хангер-Хилл, где концы базовой линии наблюдались с другого направления, и были установлены еще три новые линии обзора на Королевскую обсерваторию, Гринвич , Аппер-Норвуд и Сотню акров ( Банстед ). Таким образом, сетка треугольников была расширена вниз к побережью, где можно было увидеть некоторые французские станции, измеренные в ходе триангуляции Кассини. На рисунке ниже показана реальная триангуляция, рельеф делает структуру более понятной. Обратите внимание на вторую базу в Ромни Марш . Сравнивая измеренную длину с длиной, рассчитанной с помощью триангуляционной сетки, можно было оценить точность каркаса.
Процесс кажется обманчиво простым, но он требовал большой настойчивости и организованности. до 10 Как только теодолит оказался на станции, связисты были отправлены на все остальные станции, за которыми нужно было наблюдать с этой точки, обычно на пять или шесть станций, но в случае с Фэрлайт-Хед - . Для коротких расстояний было бы достаточно простого флагштока, но для более длинных прицелов приходилось использовать фонари в ночное время. Самые яркие огни, так называемые белые огни, получались при кратковременном горении зажигательной смеси. Использование этих огней в разных каналах требовало тщательной организации времени, которая могла учитывать капризы погоды и карманные часы. На многих станциях для теодолита или сигналов приходилось поднимать прибор на переносную вышку высотой более 30 футов. Башня состояла из двух компонентов: внутренняя рама поддерживала прибор, а внешняя — наблюдателей, что сводило к минимуму помехи для прибора.
Итоговый отчет
[ редактировать ]Итоговый отчет 1790 г. [ 10 ] представляет данные о расстоянии между Парижем и Гринвичем, а также точную широту, долготу и высоту британских триангуляционных станций. На протяжении всего исследования Рой использовал любую возможность, чтобы зафиксировать положение как можно большего числа второстепенных ориентиров в надежде, что они будут использованы в качестве основы для будущих топографических съемок, на основе которых можно будет подготовить новые карты для графств Мидлсекс , Суррей , Кент и Сассекс . Фактически, эти графства были повторно обследованы в ходе Главной триангуляции Великобритании , которая началась в 1791 году, через год после его смерти. На момент своей смерти он исправлял окончательные корректуры своего отчета, и работа была завершена Исааком Далби , старшим гражданским служащим Управления артиллерийских вооружений, который организовал расчеты треугольников.
Примечания
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Маскелин 1787 г. О широте и долготе Гринвича.
- ^ Рой 1785 , Рой 1787 и Рой 1790 . Отчеты об опросе.
- ^ Портер (1889) История Королевского инженерного корпуса , часть III, глава II, страницы 228–255.
- ^ Сеймур 1980 , История исследования боеприпасов, страницы 33–36.
- ^ Owen & Pilbeam, 1992 Ordnance Survey, составители карт Великобритании с 1791 года , страницы 6–11.
- ^ Шервуд, Филип. (2009) Хитроу: 2000 лет истории. История Пресс ISBN 978-0-7509-5086-2 , стр. 25–28
- ^ «Аэропорт Хитроу чтит заслуги генерал-майора Уильяма Роя | Блог» .
- ^ Инсли 2008 Сказка о великих теодолитах
- ^ Рой 1787 г.
- ^ Рой 1790 г.
Библиография
[ редактировать ]- Инсли, Джейн (2008). Сказание о великих Теодолитах (PDF) . Интеграция поколений: Рабочая неделя Fig, 14–19 июня 2008 г. Швеция.
- Маскелин, Невил (1787). «О широте и долготе Королевской обсерватории в Гринвиче; с замечаниями к мемориалу покойного М. Кассини де Тюри» . Философские труды Лондонского королевского общества . 75 : 385–480. дои : 10.1098/rstl.1787.0018 . S2CID 186209872 .
- Мадж, Уильям; Далби, Исаак; Эдвард, Уильямс (1794). «Отчет о тригонометрических исследованиях, проведенных в 1791, 1792, 1793 и 1794 годах» . Философские труды Королевского общества . 84 : 414–622. дои : 10.1098/rstl.1795.0023 .
- Оуэн, Тим; Пилбим, Элейн (1992). Ordnance Survey, картографы Великобритании с 1791 года . Саутгемптон: Обзор боеприпасов (HMSO). ISBN 9780319002490 . ОСЛК 28220563 . Доступен бесплатно в Интернете на сайте Ordnance Survew, Owen and Pilbeam.
- Портер, Уитворт (1889), История Королевского инженерного корпуса , Лондон: Лонгманс, Грин и компания , том 1 ; Том 2 .
- Сеймур, Вашингтон, изд. (1980). История артиллерийской службы . Фолкстон, Англия: Доусон. ISBN 0-7129-0979-6 . OCLC 654935343 . Доступен бесплатно в Интернете на сайте Ordnance Survey, Сеймур.
- Рой, Уильям (1785). «Отчет об измерениях базы на Хаунслоу-Хит» . Философские труды Лондонского королевского общества . 75 : 385–480. дои : 10.1098/rstl.1785.0024 .
- Рой, Уильям (1787). «Отчет о методе, которому предлагается следовать при определении относительного положения Королевских обсерваторий Гринвича и Парижа» . Философские труды Лондонского королевского общества . 77 : 188–226. дои : 10.1098/rstl.1787.0019 . S2CID 186214773 . Таблички следуют за текстом
- Рой, Уильям (1790). «Отчет о тригонометрической операции, с помощью которой было определено расстояние между меридианами Королевских обсерваторий Гринвича и Парижа» . Философские труды Лондонского королевского общества . 80 : 111–254. дои : 10.1098/rstl.1790.0015 . S2CID 186211548 .