Huvudtrianguleringen av Storbritannien

Det huvudsakliga trianguleringsnätet över Storbritannien.

Principal Triangulation of Britain var den första trianguleringsundersökningen med hög precision av hela Storbritannien (inklusive Irland), som genomfördes mellan 1791 och 1853 under överinseende av Board of Ordnance . Syftet med undersökningen var att fastställa exakta geografiska koordinater för nästan 300 betydande landmärken som kunde användas som fasta punkter för lokala topografiska undersökningar från vilka kartor kunde ritas. Dessutom fanns det ett rent vetenskapligt syfte att tillhandahålla exakta data för geodetiska beräkningar såsom bestämning av längden på meridianbågar och jordens figur . En sådan undersökning hade föreslagits av William Roy (1726–1790) efter att han slutfört den anglo-franska undersökningen, men det var först efter hans död som Board of Ordnance initierade den trigonometriska undersökningen, motiverad av militära överväganden i en tid av hotad fransk invasion. Det mesta av arbetet utfördes under ledning av Isaac Dalby , William Mudge och Thomas Frederick Colby , men den slutliga syntesen och rapporten (1858) var ett verk av Alexander Ross Clarke . Undersökningen bestod tidens tand i ett sekel, fram till omtrianguleringen av Storbritannien mellan 1935 och 1962.

Historia

Se även: Anglo-French Survey (1784–1790)
Den första Ramsden-teodoliten som användes av Roy. (Förstördes av krigsskador 1941.)

I efterdyningarna av det jakobitiska upproret 1745 insåg man att det fanns ett behov av en noggrann karta över de skotska högländerna och den nödvändiga undersökningen initierades 1747 av överstelöjtnant David Watson, en biträdande generalkvartermästare i Board of Ordnance . Watson anställde William Roy som civil assistent för att utföra huvuddelen av arbetet. Därefter föreslog Roy, efter att ha tagit värvning i armén och blivit en mycket kompetent lantmätare, (1763) en nationell undersökning som skulle vara en plan för försvar i en tid då franska invasioner var hotade. Förslaget avslogs på kostnadsskäl.

Roy fortsatte att lobba för en undersökning och hans ambitioner förverkligades till viss del genom en oväntad utveckling. 1783 hävdade den franska vetenskapsakademin att skillnaderna i latitud och longitud mellan Royal Observatory, Greenwich och Paris Observatory var felaktiga, och det föreslogs (till Royal Society ) att skillnaderna skulle kunna överensstämmas genom högprecisionstriangulering över den mellanliggande terräng. Royal Society gick med på det och tillsammans med Board of Ordnance bjöd de in Roy att övervaka projektet. (Huvudartikel; Anglo-French Survey (1784–1790) .)

Roys första uppgift (1784) var att mäta en baslinje mellan Hampton Poor House ( ) och King's Arbor ( ) på Hounslow Heath , ett avstånd på drygt 5 miles (8 km). Detta var en mödosam process: tre stavar på cirka 20 fot stöddes på bockar och ändarna riktade in till en noggrannhet av en tusendels tum. Det första spöet bars sedan till slutet av det tredje, en operation som skulle upprepas 1 370 gånger. Den slutliga mätningen gav basens längd till 27 404,01 fot (8 352 meter).

Den andra Ramsden-teodoliten som köptes av Ordnancestyrelsen. Nu på Science Museum, London

För den efterföljande trianguleringen beställde Roy en ny teodolit från den ledande instrumentmakaren Jesse Ramsden . Denna Ramsden-teodolit , levererad 1787, delade för första gången vinkelskalor exakt till inom en bågsekund . Teodoliten var den största som någonsin konstruerats, men trots sin massiva storlek transporterades den från London till kanalkusten och användes på kullar, torn och ett rörligt torn. På varje plats mättes vinklarna till andra hörn av trianguleringsnätet många gånger, ofta nattetid med hjälp av nyutvecklade ljus. Slutligen användes vinkeldata för att beräkna trianglarnas sidor genom att använda sfärisk trigonometri .

De slutliga resultaten var osäkra, för triangulering var sämre än precisionen för astronomiska mätningar, men undersökningen banade väg för allt framtida arbete när det gäller högprecisionsmätningar av längd och vinkel, tillsammans med teknikerna för beräkning på en ellipsoid yta. I sin slutrapport, publicerad postumt, tryckte Roy återigen på för att utöka undersökningen till resten av Storbritannien. Hans efterträdare skulle förplikta sig. Som Master of the Board of Ordnance (från 1782) betraktade Charles Lennox, 3:e hertig av Richmond, Roys arbete med stort intresse. Samtidigt var han mycket medveten om att Storbritannien, som saknade en nationell undersökning, föll efter normerna för många andra europeiska länder. Dessutom gjorde det förnyade hotet om fransk invasion honom orolig över bristen på korrekta kartor, särskilt över de södra länen. Katalysatorn för handling var den plötsliga tillgängligheten av en ny förbättrad Ramsden-teodolit som hade varit avsedd för Ostindiska kompaniet . Inköpet av detta instrument den 21 juni 1791 av styrelsen tas som invigning av Ordnance Survey . Redan nästa dag utsåg Richmond Isaac Dalby till sin första anställd, med en brief för att utöka Roys undersökning. I den följande månaden Richmond utnämnde William Mudge och Edward Williams, den senare som den första superintendenten för undersökningen.

Ommätning av Hounslows baslinje

General Roys baslinje: karta ungefär 1935

För mätningen 1784 av den ursprungliga baslinjen över Hounslow Heath, hade Roy beställt tre deal stavar skurna från en ny mast i amiralitetets hamngårdar. Dessa var avsedda att användas för precisionsmätningen men Roy beställde också en 100 fot stålkedja från Ramsden som kunde användas för en snabb preliminär mätning. Dealstavarna visade sig vara ineffektiva på grund av deras förändringar med fuktighet och de ersattes med glasstavar för den slutliga mätningen; Roy observerade dock att själva kedjan var lika exakt som stängerna. Av denna anledning började undersökningen från 1791 med att mäta om basen med två nya 100 fots kedjor, den andra skulle hållas oanvänd som en referens mot vilken eventuell sträckning av den första skulle upptäckas.

Mätningsprocessen var ytterst exakt. Eftersom marken var böljande längs med basens längd, utfördes mätningen över 26 etapper med varierande lutningar, varvid kedjorna för varje etapp var begränsade till en perfekt rak linje av många mellanliggande stöd. Dessa hypotenusmätningar projicerades sedan till horisontalplanet. Dessutom varierade temperaturen från dag till dag och varje mätning korrigerades till den längd som en kedja skulle ta vid 62 °F. Slutligen reducerades basens längd till dess projektion vid havsnivån med höjden på den södra basen ovanför Themsen och fallet i Themsen ner till dess mynning. Slutresultatet var ungefär 3 tum mindre än Roy och medelvärdet på 27 404,2 fot togs från baslinjen. Skillnaden mellan de två värdena innebar att noggrannheten i mätningen kunde hävdas vara 1 tum på 27 404 fot, vilket är 3 delar per miljon.

Rättelser

Den sydvästra änden av "Salisbury Base" var markerad med en kanon, monterad vertikalt i marken. På Ordnance Survey publicerade kartor visas det som "Gun, end of base"

När undersökningen fortsatte västerut bestämde sig Mudge för att kontrollera dess noggrannhet genom att mäta en ny baslinje mellan två punkter etablerade av trianguleringen. Han valde Salisbury Plain och mätte mellan en punkt nära Old Sarum Castle ( ) och Beacon Hill, nära Bulford ( ), i juni 1794. Skillnaden mellan avståndet beräknat genom triangulering och det som fastställts genom mätning var mindre än en tum (över en längd) på mer än sju mil). Resultatet verifierade inte bara noggrannheten av trianguleringen, utan också mätningen av den ursprungliga baslinjen på Hounslow Heath. Efter ommätning 1849 gav "Salisbury Base" (istället för den ursprungliga basen på Hounslow Heath) baslinjen för efterföljande triangulering.

tillåts fel på grund av atmosfärisk refraktion, avböjning av lod , temperatur och jordens sfäriska natur (vilket betyder att det fanns mer än 180 grader i en triangel ).

Se även

Bibliografi

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Principal_Triangulation_of_Great_Britain&oldid=1125803518 "