Los instrumentos topográficos de Ramsden son los construidos por Jesse Ramsden y utilizados en estudios geodésicos de alta precisión realizados en el período de 1784 a 1853. Esto incluye los cinco grandes teodolitos —grandes en nombre, grandes en tamaño y gran precisión— utilizados en estudios de Gran Bretaña. y otras partes del mundo. Ramsden también proporcionó el equipo utilizado para medir las numerosas líneas de base de estos estudios y también el telescopio cenital utilizado para determinar la latitud.
Ramsden y otros fabricaron un total de ocho instrumentos de este tipo para su uso en Gran Bretaña, India y Suiza. [1] [2] El propio Ramsden construyó tres teodolitos y Mathew Berge, su yerno y sucesor comercial, completó otros dos según su diseño, después de la muerte de Ramsden en 1805. De los otros instrumentos, uno fue construido por William Cary. y los otros dos por la firma Troughton and Simms.
En 1783, la Royal Society de Londres reaccionó a las críticas (infundadas) francesas al Observatorio de Greenwich solicitando el consentimiento real para llevar a cabo un estudio geodésico de alta precisión, el estudio anglo-francés (1784-1790) , entre Greenwich y las estaciones topográficas francesas establecidas en la costa. al otro lado del Canal de la Mancha. Una vez concedida la aprobación, el general William Roy aceptó realizar el trabajo e inmediatamente se acercó a Ramsden para encargar nuevos instrumentos. Tres años más tarde, el "gran" teodolito fue entregado después de un retraso atribuible a la tardanza de Ramsden, los accidentes de taller y su predilección por el refinamiento continuo: "esto no sirve, debemos hacerlo de nuevo". [3] El instrumento fue pagado por la Corona y el Rey lo presentó inmediatamente a la Royal Society; Por este motivo, el teodolito recibe el nombre de teodolito de la Royal Society o, para abreviar, Ramsden RS.
Hay una descripción completa de este teodolito en el informe final del Anglo-French Survey (1784-1790) . [4] El instrumento era grande, de 36 pulgadas (910 mm) de ancho y normalmente estaba montado sobre un soporte que colocaba el telescopio de observación entre 5 y 6 pies de altura. Pesaba alrededor de 200 libras (91 kg) y los accesorios y estuches volvieron a pesar lo mismo. Viajó por Gran Bretaña durante más de sesenta años, en su propio carruaje, hasta lugares donde fue transportado a montañas, torres de iglesias e incluso campanarios con andamios.
La escala circular horizontal se dividió con mucha precisión con divisiones a intervalos de 15 minutos (de arco) utilizando uno de los propios motores divisores de Ramden ; [5] las marcas en la escala de 36 pulgadas (910 mm) de diámetro estarían separadas aproximadamente 1 ⁄ 6 pulgadas (4,2 mm). Por lo tanto, la posición del telescopio se podía leer a simple vista con una precisión de un cuarto de grado, pero la posición exacta entre las divisiones se leía con la ayuda de microscopios micrométricos equipados con alambres transversales ajustables en el plano focal, como se muestra. Las roscas de los tornillos eran tales que quince vueltas completas se movían de una marca de escala a la siguiente, es decir, 15 minutos, y como la escala en la perilla de ajuste permitía medir una sexagésima parte de una vuelta, la precisión resultante estaba dentro de un segundo de arco.
El instrumento también está equipado con una escala semicircular vertical para medir las elevaciones de estaciones distantes y, por tanto, la diferencia de altura. En el ocular se colocan alambres transversales similares a los utilizados en los microscopios; son ajustables mediante una rosca que permite medir los ángulos con una precisión de cinco segundos de arco.
Las distancias típicas en el estudio anglo-francés eran menos de 20 millas (32 km): a esa distancia, un segundo de arco corresponde a desplazamientos laterales o verticales en la estación objetivo de aproximadamente 7 pulgadas (18 cm). Ningún otro teodolito podía igualar esta precisión en ese momento. Fue el primer instrumento que pudo medir el exceso esférico de grandes triángulos topográficos.
Después de completar el estudio anglo-francés, este instrumento se almacenó en la Royal Society, pero en 1799 la Junta de Artillería solicitó su uso para la Triangulación Principal de Gran Bretaña . Al finalizar el estudio, el teodolito se almacenó en la sede del Ordnance Survey en Southampton, donde fue destruido en los bombardeos de 1941. [6]
En su informe a la Royal Society en 1775, William Roy había señalado la idoneidad de la India como lugar para medir tanto el arco meridiano como el arco paralelo. Para su deleite, la Compañía de las Indias Orientales estaba dispuesta a emprender tal empresa y encargó un segundo gran teodolito a Ramsden. Estuvo listo en 1791 pero Ramsden se vio obligado a aumentar el precio por problemas en su fabricación. Para su sorpresa, la empresa rechazó su precio y se negó a comprar el instrumento. Fue comprado por el duque de Richmond quien, como director de la Junta de Artillería , había proporcionado la mayor parte de la financiación para el estudio anglofrancés de Roy (1784-1790) . El teodolito se denomina teodolito de la Junta de Artillería o, para abreviar, Ramsden BO. La intención de Richmond era utilizar el nuevo teodolito en la extensión del estudio de Roy a los condados del sur de Gran Bretaña. El instrumento era básicamente el mismo que el primero con mejoras adicionales, principalmente en el número y ubicación de los microscopios con sus etapas micrométricas de precisión. Estuvo en uso hasta la finalización de la Triangulación Principal de Gran Bretaña en 1853 y ahora se encuentra en el Museo de Ciencias de Londres. [7]
Hay una descripción de las mejoras realizadas a este teodolito en el relato del estudio trigonométrico de los años 1791-1794 realizado por Mudge, Williams y Dalby. [8]
Ramsden fabricó al menos otro teodolito de 3 pies (0,91 m) del cual se descubrieron partes en Suiza. [2] Después de su muerte, su empresa fue heredada por Mathew Berge, quien se sabe que construyó dos instrumentos más grandes según el diseño de Ramsden. [2] Ramsden fabricó muchos teodolitos, incluido un instrumento de dieciocho pulgadas con el mismo diseño general que los grandes teodolitos. [9] Este instrumento y sus dos grandes teodolitos se describen en el relato de la Triangulación Principal de Clarke & James (1858). [10]
Aunque la compañía de las Indias Orientales rechazó el segundo teodolito de Ramsden, encargó un diseño similar a otro fabricante de instrumentos de Londres, William Cary . Este teodolito estuvo en uso en la India desde 1802, aunque hubo una ligera pausa en 1808 cuando sufrió daños al ser arrastrado a lo alto de un edificio. Fue reparado y en uso durante sesenta años. Troughton y Simms fabricaron un nuevo teodolito con un diseño mejorado para Indian Survey en 1830 y los dos juntos estuvieron en servicio hasta 1874, cuando Troughton y Sims reemplazaron el instrumento Cary por otro. Este último instrumento era un monstruo que pesaba 660 kg (1.455 lb) cuando estaba en sus maletas de viaje: no fue una sorpresa que se considerara demasiado pesado para transportarlo a las montañas y pasó a Sudáfrica en 1882. [2] No se fabricaron más instrumentos grandes Los avances realizados después de 1874 debido a los continuos avances en instrumentos de precisión eclipsaron su rendimiento: a finales del siglo XIX se podía obtener una precisión de 1 segundo de arco con un instrumento de 12 pulgadas (300 mm). [11]
Los topógrafos del siglo XVIII utilizaron cadenas de Gunter que tenían 22 yardas de largo (una cadena con 100 eslabones de 7,92 pulgadas). Su precisión fue adecuada para el levantamiento catastral, pero se consideró insuficiente para el estudio anglo-francés (1784-1790) , el primer estudio de alta precisión realizado en Gran Bretaña. Roy le pidió a Ramsden que preparara una nueva cadena de 100 eslabones, cada uno de un pie de largo. [12] También le pidió a Ramsden que preparara tres varillas de madera calibradas con precisión de 20 pies de largo. Estos resultaron ser un fracaso debido a las fluctuaciones de longitud debido a la variación de la humedad; en su lugar se utilizaron tres tubos de vidrio calibrados. La cadena demostró ser tan precisa como los tubos de vidrio y se utilizó para estudios de referencia durante los siguientes treinta años. [13] Más tarde, mediciones aún más precisas mostraron que la precisión de la cadena de 100 pies (30 m) de Ramsden estaba dentro de aproximadamente 3 pulgadas en 5 millas. En el uso real, la cadena estaba sostenida en toda su longitud por caballetes de madera y tensada con un peso constante conocido. Su coeficiente de expansión térmica se midió cuidadosamente para poder tener en cuenta las fluctuaciones de temperatura. Los detalles completos (con láminas) se dan en el relato de Roy sobre la medición de la línea de base de Hounslow Heath . [14]
Los topógrafos estadounidenses también utilizaban en ocasiones una cadena de 100 pies, también con 100 eslabones, conocida como cadena del ingeniero . En ambos casos, el término cadena suele referirse al instrumento de medición más que a una unidad de longitud, y las distancias medidas normalmente se dan en pies y fracciones decimales de pie (no pulgadas).
A pesar de que la cadena de Ramsden se originó en el Reino Unido, la de Gunter predominó allí: "Cuando se habla de una cadena sin calificación, se refiere a la cadena de Gunter", señaló Macquorn Rankine en A Manual of Civil Engineering , de mediados de Victoria . [15]
El telescopio cenital construido por Jesse Ramsden en 1802 se utilizó para determinar la latitud de muchas estaciones de la Triangulación Principal de Gran Bretaña . Este instrumento portátil fue diseñado para llevar la precisión del observatorio al trabajo de campo. El marco exterior medía unos 3,7 m (12 pies) de altura y el telescopio montado en un marco interior tenía 2,4 m (8 pies) de largo. El telescopio se limitó a observaciones a unos pocos grados del cenit para evitar errores debidos a la refracción. Pearson proporciona una descripción completa del instrumento. [dieciséis]
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