Hlavní triangulace Velké Británie

Triangulační princip Velké Británie (v angličtině  : Principal triangulace Velké Británie ) je první prohlášení trigonometrické přesnosti celé Velké Británii (včetně Irska ), provedeného mezi 1791 a 1853 pod pod záštitou rady arzenálu . Cílem této práce je stanovit přesné zeměpisné souřadnice téměř 300 významných orientačních bodů, které by mohly být použity jako pevné body pro místní topografické průzkumy , ze kterých by bylo možné kreslit mapy . Čistě vědeckým cílem je navíc poskytnout přesná data pro geometrické výpočty, jako je stanovení délky oblouků poledníků a postavy Země . Takové vyšetřování navrhl William Roy  (in) (1726-1790) na konci jednoho z nich, které se nazývalo spojení observatoří v Greenwichi a Paříži , ale až po jeho smrti zahájila rada arzenálu trigonometrické vyšetřování, motivován vojenskými úvahami, v době hrozby francouzské invaze. Většina prací je prováděna pod vedením Isaaca Dalbyho , Williama Mudgeho  (v) a Thomase Fredericka Colbyho  (v) , ale shrnutí a závěrečná zpráva z roku 1858 jsou dílem Alexandra Rosse Clarka . Vyšetřování obstálo ve zkoušce času po celé století, až do retriangulace Británie provedené v letech 1935 až 1962 .

Dějiny

Po povstání Jacobite 1745  (in) se uznává, že je nutné nakreslit přesnou mapu skotů z Highlandu . Potřebná šetření byla zahájena v roce 1747 by podplukovník David Watson, je náměstkem generálního proviantního z rady arzenálu . Watson pro většinu práce zaměstnává Williama Roye jako civilního asistenta. Roy poté, co narukoval do armády a stal se velmi kompetentním inspektorem , navrhl v roce 1763 národní průzkum, který by byl obranným plánem v době, kdy hrozily francouzské invaze. Návrh je zamítnut z nákladových důvodů.

Roy pokračuje v hledání studie a jeho ambice jsou do jisté míry naplněny neočekávaným vývojem. V roce 1783 Francouzská akademie věd tvrdila, že rozdíly v zeměpisné šířce a délce mezi Královskou observatoří v Greenwichi a Pařížskou observatoří byly nesprávné a pro Královskou společnost bylo navrženo, aby tyto odchylky mohly být vyrovnány vysoce přesnou triangulací , prováděné v terénu. Královská společnost souhlasí a společně s radou arzenálu zve Roye, aby dohlížel na projekt .

Prvním úkolem Roye v roce 1784 je změřit základní linii mezi domem chudých v Hamptonu v Londýně a královským altánem na Hounslow Heath ve vzdálenosti něco málo přes 8  km .

Jedná se o pečlivý proces: tři pruty o délce asi 6,10  m jsou podepřeny kozlíky a konce jsou vyrovnány s přesností na jednu tisícinu palce. První tyč je poté přenesena na konec třetí, což je operace, která se musí opakovat 1370krát. Konečné měření poskytuje referenční délku 8 352,74  m .

Pro následující triangulaci si Roy objedná nový teodolit od hlavního výrobce nástrojů Jesse Ramsden . Ten, který byl vydán v roce 1787 , rozděluje poprvé úhlové stupnice s přesností na pořadí druhého oblouku . Theodolit je největší, jaký kdy byl postaven, a přes svou impozantní velikost byl transportován z Londýna na pobřeží Lamanšského průlivu a používán na kopcích, věžích a pojízdné věži. Na každém místě se úhly k ostatním vrcholům triangulační sítě měří mnohokrát, často v noci, pomocí nově navrženého osvětlení. Nakonec se údaje o úhlu použijí k výpočtu stran trojúhelníků pomocí sférické trigonometrie .

Konečné výsledky jsou neprůkazné, protože triangulace je horší než přesnost astronomických měření, ale studie připravuje půdu pro všechny budoucí práce, pokud jde o vysoce přesná měření délky a úhlu, stejně jako výpočtové techniky na elipsoidním povrchu. Ve své závěrečné zprávě zveřejněné posmrtně Roy znovu trval na tom, aby byla studie rozšířena na zbytek Británie. Jeho nástupci ho budou následovat. Jako mistr představenstva arzenálu z roku 1782 , Charles Lennox , 3 e vévody z Richmondu , posuzované s velkým zájmem prací Roy. Zároveň si velmi dobře uvědomuje, že Británie při neexistenci národního vyšetřování zaostává za mnoha dalšími evropskými zeměmi. Katalyzátorem akce byla náhlá dostupnost nového a vylepšeného Ramsdenova teodolitu pro Východoindickou společnost . Pořízení tohoto nástroje,21. června 1791, představenstvem , je považován za inovaci průzkumu arzenálu. Následujícího dne Richmond jmenoval Isaaca Dalbyho jako svého prvního zaměstnance s posláním dalšího vyšetřování Roye. Následující měsíc jmenoval Richmond Williama Mudgeho a Edwarda Williamse, který byl prvním dozorcem vyšetřování.

Hounslowovo základní přehodnocení

Pro původní základní měření, 1784, přes Hounslow Heath, Roy objednal tři pruty vyrobené z nového stožáru, od Admirality Yards. Ty byly určeny k použití pro přesné měření, ale Roy si také objednal 30 stopový ocelový řetěz od společnosti Ramsden, který mohl být použit pro rychlé předběžné měření. Tyčinky se ukázaly jako neúčinné kvůli jejich změnám s vlhkostí a pro konečné měření jsou nahrazeny skleněnými tyčinkami; Roy však poznamenává, že samotný řetěz byl stejně přesný jako tyče. To je důvod, proč průzkum z roku 1791 začíná novým měřením základny se dvěma novými řetězy o délce 100 stop, přičemž druhý zůstane nevyužit, slouží jako měřítko, proti kterému by bylo zjištěno jakékoli protažení prvního.

Proces měření je extrémně přesný. Vzhledem k tomu, že půda je zvlněná a nakloní se o délce 112,78  m , což je délka základny, měření se provádí ve 26 krocích s různými sklony, přičemž kanály jednoho kroku jsou nuceny k přímce dokonale rovné mnoha mezilehlými podpěrami. Tato měření přepony se poté promítají vodorovně. Kromě toho, že teplota se pohybuje od jednoho dne do druhé a každé měření se nastaví na délku, která bere řetězec při 17  ° C . Nakonec je délka základny snížena na její projekci, na úrovni hladiny moře pomocí výšky jižní základny nad Temží a pádu Temže k ústí. Konečný výsledek je asi o 7,5  cm menší než u Roy a jako výchozí hodnota se bere průměrná hodnota 8 352,80  m . Rozdíl mezi těmito dvěma hodnotami znamená, že lze říci, že přesnost měření je 1 palec (2,54 cm) na 8 352,74  m nebo 3 sekce na milion.

Opravy

Při příští triangulaci byly vzaty v úvahu chyby způsobené atmosférickým lomem, výchylkou olovnice, teplotou a sférickou povahou Země (tj. V trojúhelníku bylo více než 180 stupňů ).

Poznámky a odkazy

Poznámky

  1. Úplný popis základního měření Hounslowa Heatha je uveden v Royově knize. Příloha obsahuje podrobné mapy a obrázky. ( Roy 1785 )
  2. Triangulační strategii popisuje Roy (1787). Příloha obsahuje podrobné obrázky. ( Roy 1787 )
  3. Kompletní popis prvního Ramsdenova teodolitu uvádí Roy (1790). Příloha obsahuje podrobné obrázky. ( Roy 1790 )
  4. Theodolit postavený pro Roy Ramsdenem se nazývá teodolit Královské společnosti. ( Insley 2008 )
  5. Royova závěrečná zpráva je v tisku šířena Isaacem Dalbym. ( Roy 1790 )
  6. Theodolit zakoupený Richmondem se nazývá The Board of Ordnance theodolit ( Insley 2008 )
  7. Dalby je civilní matematik, který Royovi pomáhal od roku 1787 ( Owen a Pilbeam 1992 , s.  11 Seymour 1980 , s.  22)

Reference

  1. Owen a Pilbeam 1992 , s.  15-35.
  2. Knowles 2003 .
  3. (in) „  Oslava 225 let s novými (starými) mapami!  » , Na webových stránkách Ordnance Survey ,21. června 2016(zpřístupněno 14. dubna 2020 ) .
  4. Roy 1785 , str.  Oddíl I.
  5. Mudge, Dalby a Williams 1794 .

Podívejte se také

Bibliografie

Související článek

Externí odkaz

Zdroj překladu