Основная триангуляция Великобритании - Principal Triangulation of Great Britain

Основная триангуляционная сетка над Великобританией.

Главная триангуляция Великобритании была первое высокоточные триангуляции обследование в целом Великобритания ( в том числе Ирландии), осуществляются между 1791 и 1853 г. под эгидой Совета боеприпасов . Цель исследования состояла в том, чтобы установить точные географические координаты почти 300 важных ориентиров, которые можно было бы использовать в качестве фиксированных точек при местных топографических съемках, по которым можно было составить карты. Кроме того, имелась чисто научная цель - предоставить точные данные для геодезических расчетов, таких как определение длины дуг меридианов и фигуры Земли . Такой обзор был предложен Уильямом Роем (1726–1790) по завершении англо-французского обзора, но только после его смерти Совет по вооружениям инициировал тригонометрический обзор, мотивированный военными соображениями во время угрозы. Французское вторжение. Большая часть работы была выполнена под руководством Исаака Долби , Уильяма Маджа и Томаса Фредерика Колби , но окончательный синтез и отчет (1858 г.) были работой Александра Росса Кларка . Опрос выдерживал испытание временем в течение столетия, вплоть до ретриангуляции Великобритании между 1935 и 1962 годами.

История

Первый теодолит Рамсдена, который использовал Рой. (Разрушен во время войны в 1941 году.)

После восстания якобитов в 1745 году было признано, что существует необходимость в точной карте Шотландского нагорья, и необходимое исследование было начато в 1747 году подполковником Дэвидом Уотсоном, заместителем генерального квартирмейстера Совета по вооружениям. . Уотсон нанял Уильяма Роя в качестве гражданского помощника для выполнения основной части работы. Впоследствии Рой, зачисленный в армию и став очень компетентным геодезистом, предложил (1763 г.) провести национальное обследование, которое было бы планом обороны в то время, когда французские вторжения находились под угрозой. Предложение было отклонено по причине затрат.

Рой продолжал лоббировать опрос, и его амбиции в определенной степени реализовались в результате неожиданного развития событий. В 1783 году Французская академия наук заявила, что разница в широте и долготе между Королевской обсерваторией, Гринвичем и Парижской обсерваторией неверна, и было предложено ( Королевскому обществу ), что эти различия могут быть устранены с помощью высокоточной триангуляции над промежуточными точками. местность. Королевское общество согласилось и вместе с Советом по артиллерийскому вооружению пригласило Роя для наблюдения за проектом. (Основная статья; Англо-французское исследование (1784–1790) .)

Первой задачей Роя (1784 г.) было измерить исходную линию между Хэмптонским домом бедняков и Королевской беседкой на Хаунслоу-Хит , на расстоянии чуть более 5 миль (8 км). Это был кропотливый процесс: три стержня длиной около 20 футов были поддержаны на эстакадах, а концы выровнены с точностью до тысячных долей дюйма. Затем первый стержень был перенесен в конец третьего, и эту операцию нужно было повторить 1370 раз. Окончательное измерение дало длину основания 27404,01 фута (8352 метра).

Второй теодолит Рамсдена, приобретенный Советом по артиллерийским вооружениям. Сейчас в Музее науки в Лондоне.

Для последующей триангуляции Рой заказал новый теодолит у ведущего производителя инструментов Джесси Рамсдена . Этот теодолит Рамсдена , поставленный в 1787 году, впервые разделил угловые шкалы с точностью до секунды дуги . Теодолит был самым большим из когда-либо построенных, но, несмотря на его огромные размеры, его перевезли из Лондона на побережье Ла-Манша и использовали на холмах, шпилях и передвижной башне. В каждом месте углы к другим вершинам сетки триангуляции измерялись много раз, часто в ночное время с использованием недавно разработанных источников света. Наконец, угловые данные были использованы для вычисления сторон треугольников с помощью сферической тригонометрии .

Окончательные результаты были неубедительными, поскольку точность триангуляции уступала точности астрономических измерений, но эта съемка проложила путь для всей будущей работы с точки зрения высокоточных измерений длины и угла, а также методов расчета на эллипсоидальной поверхности. В своем заключительном отчете, опубликованном посмертно, Рой еще раз настаивал на распространении исследования на остальную часть Британии. Его преемники подчинятся. Чарльз Леннокс, 3-й герцог Ричмондский, магистр Совета по артиллерийскому вооружению (с 1782 г.), с большим интересом наблюдал за работой Роя. В то же время он остро осознавал, что Британия, в отсутствие национального обследования, отстает от многих стандартов. другие европейские страны. Более того, новая угроза французского вторжения заставила его встревожиться отсутствием точных карт, особенно южных графств. Катализатором к действию послужило внезапное появление нового улучшенного теодолита Рамсдена, предназначенного для Ост-Индской компании . Покупка этого инструмента 21 июня 1791 года Советом считается открытием Артиллерийского обзора . Буквально на следующий день Ричмонд назначил Исаака Долби своим первым сотрудником с целью расширить опрос Роя. В следующем месяце Ричмонд назначил Уильяма Маджа и Эдварда Уильямса, последнего первым руководителем исследования.


Повторное измерение базовой линии Хаунслоу

Исходный план генерала Роя: карта примерно 1935 года

Для измерения исходной базовой линии в 1784 году через Хаунслоу-Хит Рой заказал три стержня, вырезанных из новой мачты на верфях Адмиралтейства. Они предназначались для прецизионных измерений, но Рой также заказал в Рамсдене стальную цепь длиной 100 футов, которую можно было использовать для быстрого предварительного измерения. Измерительные стержни оказались неэффективными из-за их изменения в зависимости от влажности, и их заменили стеклянными стержнями для окончательного измерения; однако Рой заметил, что сама цепь была такой же точной, как и стержни. По этой причине съемка 1791 года началась с повторного измерения базы с двумя новыми 100-футовыми цепями, вторая не должна использоваться в качестве ориентира, относительно которого будет обнаружено любое растяжение первой.

Процесс измерения был чрезвычайно точным. Поскольку земля была волнистой по длине основания, измерения проводились на 26 ступенях с различными наклонами, при этом цепи для каждой ступени были ограничены на совершенно прямой линии множеством промежуточных опор. Эти измерения гипотенузы затем проецировались на горизонталь. Кроме того, температура менялась день ото дня, и каждое измерение корректировалось с учетом длины цепи при 62 ° F. Наконец, длина основания была уменьшена до проекции на уровень моря с учетом высоты южной базы над Темзой и падения Темзы до ее устья. Окончательный результат был примерно на 3 дюйма меньше, чем у Роя, и среднее значение 27404,2 фута было взято за базовый уровень. Разница между двумя значениями означала, что можно было заявить, что точность измерения составляет 1 дюйм на 27 404 фута, что составляет 3 части на миллион.

Исправления

Во время последующей триангуляции учитывались ошибки, связанные с атмосферной рефракцией, отклонением отвеса, температурой и сферической природой Земли (то есть в треугольнике было более 180 градусов ).

Смотрите также

использованная литература

Список используемой литературы

внешние ссылки