Anglo-französische Umfrage (1784-1790) - Anglo-French Survey (1784–1790)

Der Anglo-French Survey (1784–1790) war die geodätische Vermessung , um die relative Position des Greenwich-Observatoriums und des Pariser Observatoriums mittels Triangulation zu messen . Die von William Roy durchgeführten englischen Operationen bestanden aus den Messungen der Basen bei Hounslow Heath (1784) und Romney Marsh (1787), den Messungen der Winkel der Dreiecke (1787–1788) und schließlich der Berechnung aller Dreiecke ( 1788–1790). Die Erhebung ist von großer Bedeutung als die erste präzise Erhebung in Großbritannien und als Vorläufer der Arbeit des Ordnance Survey, der 1791, ein Jahr nach Roys Tod, gegründet wurde.

Cassinis Memoiren

Spät im Leben, als er 57 Jahre alt war, erhielt Roy die Gelegenheit, seinen dauerhaften Ruf in der Welt der Geodäsie aufzubauen . Die Eröffnung kam aus einer völlig unerwarteten Richtung. 1783 richtete Cassini de Thury eine Abhandlung an die Royal Society, in der er ernste Vorbehalte gegen die Messungen von Breiten- und Längengrad äußerte, die am Greenwich-Observatorium vorgenommen worden waren . Er schlug vor, die richtigen Werte zu finden, indem man die Zahlen des Pariser Observatoriums mit einer präzisen trigonometrischen Vermessung zwischen den beiden Observatorien kombinierte . (Die französischen Vermessungen waren bereits im Zuge der Erstellung der Frankreichkarte durchgeführt worden .) Diese Kritik wurde von Nevil Maskelyne entschieden zurückgewiesen, der von der Genauigkeit der Greenwich-Messungen überzeugt war, aber gleichzeitig erkannte, dass Cassinis Memoiren boten ein Mittel zur Förderung der staatlichen Finanzierung einer an sich wertvollen Umfrage. Die Genehmigung wurde erteilt und Sir Joseph Banks , Präsident der Royal Society , schlug vor, dass Roy das Projekt leiten sollte. Roy nahm die Sache gerne an und setzte die Dinge in Gang, indem er der Krone ein stark unterschätztes Budget für Arbeitskraft (bei weitem das größte Element) und neue Präzisionsinstrumente vorlegte, die von Jesse Ramsden gebaut werden sollten . Das gesamte Projekt wird in Roys drei großen Artikeln in den Philosophical Transactions of the Royal Society of London 1785, 1787 und 1790 beschrieben. Es gibt kürzere Berichte über das Projekt in der History of the Royal Engineers von Porter und in jeder Geschichte der Ordnance Überblick, insbesondere das Buch von Seymour und auch das von Owen und Pilbeam.

Die Basis von Hounslow Heath, 1784

Die Hounslow Heath- Basislinie (in Blau) und der Umfang des Flughafens Heathrow und 2 Hauptpisten (in Gelb) überlagert auf einer Ordnance Survey- Karte von 1935

Die erste Aufgabe jeder Vermessung besteht darin, eine Basislinie zu erstellen, und nach einer Suche durch Roy und drei weitere Mitglieder der Royal Society am 16. April legten sie das Herzstück des hauptsächlich noch gemeinen Landes fest , den westlichen Teil von Hounslow Heath. Dies war ein nahezu gleichmäßiger Abstieg von 83–57 Fuß (25–17 m) AOD zwischen King's Arbor (erinnert durch eine Nachbildung einer Kanone außerhalb der Northern Perimeter Road des Flughafens Heathrow ) und einem Punkt in den Feldern von Hampton Poor-house . fünf Meilen und eintausend Fuß nach Südosten. Die Richtung wurde zuerst gewählt, um der Lage des Landes zu entsprechen, aber es wurde gesehen, dass sie fast mit der Teleskopansicht auf den Kirchturm der Allerheiligen-Kirche in Banstead , etwa 12 Meilen entfernt, übereinstimmte, und sie wurde daher genau damit übereinstimmend gemacht Richtung: wird als blaue Linie auf der Karte angezeigt, Einschub.

Der Boden wurde von Büschen befreit und eine vorläufige Vermessung der Leitung mit einer 100-Fuß-Stahlkette mit 100 Gliedern von Jesse Ramsden durchgeführt . Es war die Absicht, mit einem Satz von drei kalibrierten Deal-Ruten mit einer Länge von 20 Fuß genauer zu messen. Drei wurden auf Böcken gestützt und die Enden mit einer Genauigkeit von einem Tausendstel Zoll ausgerichtet. Der erste Stab wurde dann bis zum Ende des dritten getragen, ein Vorgang, der 1370 Mal wiederholt werden sollte. Leider mussten die Deal-Ruten wegen ihrer Anfälligkeit, sich bei nassem Wetter zu verlängern und zu verkürzen, aufgegeben und durch diese ein Zoll dicken aus Glas ersetzt werden. Die Stäbe wurden nicht durch Feuchtigkeit beeinflusst, aber es war wichtig, die Wärmeausdehnung zu korrigieren. Es gab auch eine Korrektur des Meeresspiegels, da sich die Berechnung der Vermessung auf diese Höhe bezog. Die endgültige Messung ergibt die Länge der Basis mit 27404.01 ft. Die Messung der Basislinie mit einem so hohen Präzisionsstandard war eine bemerkenswerte Leistung und in Anerkennung der Royal Society verlieh die Royal Society Roy 1785 die Copley-Medaille .

Die Kanone markiert das Ende der Basislinie in Hampton in Roy Grove

Im Jahr 1784 wurden die Enden der Basislinie durch die Mittelachsen zweier vertikaler Holzrohre markiert, über denen der Theodolit für Messungen von der Basis aus zentriert wurde: Die Rohre konnten auch Fahnenmasten als Markierungen tragen, wenn die Basis von anderen Stationen (oder einem Ende) anvisiert wurde von einem anderen). Nach der Neuvermessung 1791 ( OS1791-1794 ) wurden die Rohre durch Kanonen ersetzt, die noch vorhanden sind, obwohl sicher ist, dass die Kanonen in der Zwischenzeit beschädigt und leicht verschoben wurden. Die modernen Standorte der südöstlichen Endpunkte befinden sich in Roy Grove, Hampton . Das nordwestliche Ende des Flughafens Heathrow liegt an der nördlichen Umgehungsstraße. Tafeln neben den Kanonen lauten wie folgt:

Warten auf Ramsden

Nachdem die Basislinie gemessen war, wollte Roy die Triangulation so schnell wie möglich fortsetzen, aber er wurde durch Ramsdens Versäumnis, den neuen Theodoliten herzustellen, vereitelt . Dies führte zu einer gewissen Schärfe und Roy ging sogar so weit, Ramsden zu beschuldigen, nachlässig und zögerlich zu sein – in der Öffentlichkeit und in seinem nächsten Bericht in den Philosophical Transactions .

Das vorgeschlagene Triangulationsnetz.

Der Bericht von 1787 zeugt davon, wie Roy sich beschäftigte, während er auf den Theodoliten wartete. Der erste Abschnitt befasst sich mit der vorgeschlagenen Route der Erhebung. Eine größere Genauigkeit wird erreicht, wenn die Dreiecke in ihrer Form regelmäßig gehalten werden, und die Abbildung zeigt, dass die meisten nahezu gleichseitig sind, mit Abweichungen nur dort, wo die Dreiecke zu den Basen hin kleiner werden und sich über den Kanal erstrecken müssen. Typische Seiten sind etwa 20 Meilen, aber die Linien, die den Kanal überqueren, sind bis zu 45 Meilen lang.

Der zweite Teil des Berichts ist eine gründliche Untersuchung der Ergebnisse von Cassinis Vermessung Frankreichs zwischen Paris und Dünkirchen . Der dritte Teil enthält einen Vergleich von sieben Modellen für die Figur der Erde , die sowohl aus Meridianbögen als auch aus Pendelexperimenten abgeleitet wurden, und er schlägt weitere Meridianbögen in Indien und Russland sowie einen Längengrad am Äquator vor. Schließlich plädiert er für die Fortsetzung der Umfrage im restlichen Großbritannien.

Die Triangulation, 1787

Die ersten vermessenen Dreiecke

Ramsdens Theodolit wurde schließlich im Sommer 1787 geliefert, und man beeilte sich, so viel wie möglich vor dem Winter fertigzustellen. Die ersten Dreiecke waren von den Enden der Basis zum Hanger Hill Tower in Ealing und St Ann's Hill in Chertsey , mit einem zusätzlichen Blick auf Windsor Castle nur vom NW-Ende. So wurden zwei Winkel am SE-Ende der Basis und vier Winkel am NW-Ende gemessen. Der Theodolit wurde dann zum Hanger Hill verlegt, wo die Enden der Basislinie aus der anderen Richtung beobachtet und weitere drei neue Sichtlinien zum Greenwich Observatory , Upper Norwood und Hundred Acres ( Banstead ) eingerichtet wurden. Auf diese Weise wurde das Dreiecksgeflecht bis zur Küste hin verlängert, wo einige der französischen Stationen, die im Zuge von Cassinis Triangulation vermessen worden waren, anvisiert werden konnten. Die folgende Abbildung zeigt die eigentliche Triangulation, das Relief macht die Struktur verständlicher. Beachten Sie die zweite Basis in Romney Marsh . Durch den Vergleich der gemessenen Länge mit der durch das Triangulationsnetz berechneten Länge konnte die Genauigkeit des Gerüsts beurteilt werden.

Das eigentliche Triangulationsnetz.

Tragbares Gerüst für den großen Theodoliten, das die inneren und äußeren Stützen zeigt

Der Prozess erscheint täuschend einfach, erforderte aber viel Ausdauer und Organisation. Sobald sich der Theodolit auf einer Station befand, wurden Signalmänner zu allen anderen Stationen geschickt, die von diesem Punkt aus beobachtet werden sollten, typischerweise fünf oder sechs Stationen, aber im Fall von Fairlight Head sogar bis zu 10 . Für kurze Distanzen würde ein einfacher Fahnenmast ausreichen, aber für längere Sichten war es notwendig, nachts Lichter zu verwenden. Die hellsten Lichter, sogenanntes weißes Licht, wurden durch das Verbrennen einer Brandmischung erzielt, die nur für kurze Zeit anhielt. Der kanalübergreifende Einsatz dieser Lichter erforderte eine sorgfältige Zeitplanung, die den Launen des Wetters und der Taschenuhren Rechnung tragen konnte. An vielen Stationen war es für Theodoliten oder Signale erforderlich, das Instrument auf einen tragbaren Turm von über 9 m Höhe zu heben. Der Turm bestand aus zwei Komponenten: Ein innerer Rahmen trug das Instrument und der äußere trug die Beobachter, wodurch die Störung des Instruments minimiert wurde.

Der Abschlussbericht

Der Abschlussbericht von 1790 enthält Zahlen zur Entfernung zwischen Paris und Greenwich sowie die genaue Breite, Länge und Höhe der britischen Triangulationsstationen. Während der gesamten Vermessung nutzte Roy jede Gelegenheit, um die Position von so vielen sekundären Landmarken wie möglich zu bestimmen, in der Hoffnung, dass diese als Grundlage für zukünftige topografische Vermessungen verwendet werden könnten, aus denen neue Karten für die Grafschaften Middlesex , Surrey , Kent und erstellt werden könnten Sussex . Tatsächlich wurden diese Grafschaften während der Haupttriangulation von Großbritannien, die 1791, ein Jahr nach seinem Tod, begann, erneut vermessen . Zum Zeitpunkt seines Todes korrigierte er die endgültigen Beweise seines Berichts und die Arbeit wurde von Isaac Dalby , einem leitenden Zivilangestellten des Ordnance Boards, der die Berechnungen der Dreiecke organisiert hatte, abgeschlossen.

Anmerkungen

Literaturverzeichnis

Siehe auch

• Kampfmittelvermessung
• Vermessung
• Triangulation