El estudio anglo-francés (1784-1790) fue el estudio geodésico para medir la posición relativa del Observatorio Real de Greenwich y el Observatorio de París mediante triangulación . Las operaciones inglesas, ejecutadas por William Roy , consistieron en las medidas de las bases de Hounslow Heath (1784) y Romney Marsh (1787), las medidas de los ángulos de los triángulos (1787-1788) y finalmente el cálculo de todos los triángulos ( 1788-1790). El estudio es muy significativo como el primer estudio preciso en Gran Bretaña y el precursor del trabajo del Ordnance Survey , que se fundó en 1791, un año después de la muerte de Roy.
Al final de su vida, cuando tenía 57 años, a Roy se le concedió la oportunidad de establecer su reputación duradera en el mundo de la geodesia . La apertura llegó desde una dirección completamente inesperada. En 1783, el director del Observatorio de París , Cassini de Thury , dirigió una memoria [1] a la Royal Society de Londres, en la que expresaba graves reservas sobre las mediciones de latitud y longitud realizadas en el Observatorio Real de Greenwich . Sugirió que los valores correctos podrían encontrarse combinando las cifras del Observatorio de París con un estudio trigonométrico preciso entre los dos observatorios. (Los estudios franceses ya se habían llevado a cabo durante la preparación del mapa de Francia .) Esta crítica fue rechazada rotundamente por Nevil Maskelyne , que estaba convencido de la exactitud de las mediciones de Greenwich pero, al mismo tiempo, se daba cuenta de que Las memorias de Cassini proporcionaron un medio para promover la financiación gubernamental de una encuesta que sería valiosa por derecho propio. [1] Se concedió la aprobación y Sir Joseph Banks , presidente de la Royal Society , propuso que Roy liderara el proyecto. Roy aceptó con gusto y puso las cosas en marcha presentando a la Corona un presupuesto extremadamente subestimado para mano de obra (con mucho, el elemento más grande) y nuevos instrumentos de precisión que construiría Jesse Ramsden . Todo el proyecto se describe en los tres grandes artículos de Roy en Philosophical Transactions of the Royal Society of London en 1785, 1787 y 1790. [2] Hay relatos más breves del proyecto en History of the Royal Engineers de Porter [3] y en cada historia del Ordnance Survey, particularmente el libro de Seymour [4] y también el de Owen y Pilbeam. [5]
La primera tarea de cualquier estudio es establecer una línea de base y, después de una búsqueda por parte de Roy y otros tres miembros de la Royal Society el 16 de abril, se fijaron en el corazón de lo que todavía era principalmente tierra comunal , la franja occidental de Hounslow Heath. Este fue un descenso casi uniforme desde 83 a 57 pies (25 a 17 m) AOD entre King's Arbor (conmemorado por una réplica de un cañón fuera de Northern Perimeter Road del aeropuerto de Heathrow ) y un punto en los campos de Hampton Poor-house . cinco millas y mil pies al sureste. Inicialmente se eligió la dirección para adaptarse a la situación del terreno, pero se vio que casi coincidía con la vista telescópica hacia el campanario de la iglesia de Todos los Santos en Banstead , a unas 12 millas de distancia, y por lo tanto se hizo coincidir exactamente con esa Dirección: se muestra como una línea azul en el mapa, insertada.
Se limpió el terreno de arbustos y se realizó una medición preliminar de la línea con una cadena de acero de 100 pies y 100 eslabones preparada por Jesse Ramsden . La intención era medir con mayor precisión con un conjunto de tres varillas calibradas fabricadas con 20 pies de largo. Tres estaban apoyados sobre caballetes y los extremos alineados con una precisión de una milésima parte de pulgada. Luego se llevó la primera varilla hasta el final de la tercera, operación que se repitió 1370 veces. Desafortunadamente, las varillas tuvieron que ser abandonadas debido a su susceptibilidad a alargarse y acortarse en climas húmedos, y fueron reemplazadas por aquellas de vidrio de una pulgada de espesor. Las varillas no se vieron afectadas por la humedad pero fue clave corregir la expansión térmica. También hubo una corrección respecto al nivel del mar ya que el cálculo del levantamiento se hizo referencia a esa altura. La medición final da una longitud de la base de 27404,01 pies. La medición de la línea de base con un nivel de precisión tan alto fue un logro notable y, en reconocimiento, la Royal Society otorgó a Roy la Medalla Copley en 1785.
En 1784, los extremos de la línea de base estaban marcados por los ejes centrales de dos tubos verticales de madera sobre los cuales se centraba el teodolito para las mediciones desde la base: los tubos también podían soportar astas de bandera como marcadores cuando la base era vista desde otras estaciones (o un extremo). de otro). Después del nuevo reconocimiento en 1791 (OS1791-1794), las tuberías fueron reemplazadas por cañones que todavía están en su lugar, aunque es seguro que los cañones han sido perturbados y ligeramente movidos a lo largo de los años. Las ubicaciones modernas de los puntos finales del sureste se encuentran en Roy Grove, Hampton . El extremo noroeste del aeropuerto de Heathrow está situado en la carretera perimetral norte. [6] [7] Las placas adyacentes a los cañones dicen lo siguiente:
ESTA TABLETA FUE COLOCADA EN 1926 PARA CONMEMORAR EL 200
ANIVERSARIO DEL NACIMIENTO DEL MAYOR GENERAL WILLIAM ROY FRS,
NACIDO EL 4 DE MAYO DE 1726 – MALLECIDO EL 1 DE JULIO DE 1790.
ÉL CONCIBIÓ LA IDEA DE REALIZAR LA TRIANGULACIÓN DE ESTE
PAÍS Y DE CONSTRUIR UNA COMPLETA Y PRECISA MAPA, Y
POR LO TANTO ESTABLECIÓ LAS BASES DE LA ENCUESTA DE ORGANIZACIONES.
ESTA ARMA MARCA EL SE TERMINAL DE LA BASE QUE FUE MEDIDA EN 1784
BAJO LA SUPERVISIÓN DEL GENERAL ROY, COMO PARTE DE LAS
OBSERVACIONES PARA DETERMINAR LAS POSICIONES RELATIVAS DE LOS OBSERVATORIOS DE
GREENWICH Y DE PARÍS – ESTA MEDICIÓN FUE
POSIBLE POR LA MUNIFICENCIA DE SM EL REY GEORGE III, QUE
INSPECCIONÓ LA OBRA EL 21 DE AGOSTO DE 1784.
LA BASE FUE MEDIDA DE NUEVO EN 1791 POR EL CAPITÁN MUDGE, COMO
INICIO DE LA PRINCIPAL TRIANGULACIÓN DE GRAN BRETAÑA.
LONGITUD DE LA BASE – REDUCIDA A MSL
• MEDIDA POR ROY – 27404.01 PIES
• MEDIDA POR MUDGE – 27404.24 PIES
• DETERMINADA POR CLARKE EN 1858 EN TÉRMINOS DEL ESTÁNDAR DE ENCUESTA DE ORDNANCE
01 – 27406.19 PIES
Una vez medida la línea de base, Roy quiso continuar con la triangulación lo antes posible, pero se vio frustrado porque Ramsden no pudo producir el nuevo teodolito . Esto provocó cierta acritud y Roy llegó incluso a acusar a Ramsden de ser negligente y dilatorio, en público [8] y en su siguiente informe en Philosophical Transactions . [9]
El informe de 1787 es testigo de cómo Roy se ocupó mientras esperaba el teodolito. La primera sección trata de la ruta propuesta de la encuesta. Se logra una mayor precisión si los triángulos se mantienen en forma regular, y la figura muestra que la mayoría son casi equiláteros, con desviaciones sólo donde los triángulos disminuyen de tamaño hacia las bases y donde tienen que extenderse sobre el Canal de la Mancha . Los lados típicos miden unas 20 millas, pero las líneas que cruzan el Canal tienen hasta 45 millas de longitud.
La segunda parte del informe es un examen exhaustivo de los resultados del estudio de Cassini en Francia entre París y Dunkerque . La tercera parte incluye una comparación de siete modelos de la figura de la Tierra , deducidos tanto de arcos de meridianos como de experimentos con péndulo, y Roy continúa proponiendo otros arcos de meridianos en India y Rusia, así como un arco de longitud en el ecuador. Finalmente, hace un llamamiento para que la encuesta continúe en el resto de Gran Bretaña.
El teodolito de Ramsden finalmente se entregó en el verano de 1787, y se hizo todo lo posible para completarlo tanto como fuera posible antes del invierno. Los primeros triángulos iban desde los extremos de la base hasta la Torre Hanger Hill en Ealing y St Ann's Hill en Chertsey , con una vista adicional al Castillo de Windsor únicamente desde el extremo noroeste. Así, se midieron dos ángulos en el extremo SE de la base y cuatro ángulos en el extremo NO. Luego, el teodolito se trasladó a Hanger Hill, donde se observaron los extremos de la línea de base desde la otra dirección y se establecieron otras tres nuevas líneas de visión hacia el Observatorio de Greenwich , Upper Norwood y Hundred Acres ( Banstead ). De esta manera, la red de triángulos se extendió hacia la costa, donde se podían observar algunas de las estaciones francesas que habían sido medidas durante la triangulación de Cassini. La siguiente figura muestra la triangulación real; el relieve hace que la estructura sea más comprensible. Tenga en cuenta la segunda base en Romney Marsh . Comparando la longitud medida con la longitud calculada a través de la malla de triangulación fue posible evaluar la precisión de la estructura.
El proceso parece engañosamente simple, pero exigió mucha perseverancia y organización. Una vez que el teodolito estaba en una estación, se enviaban señalizadores a todas las demás estaciones que debían observarse desde ese punto, normalmente cinco o seis estaciones, pero hasta 10 en el caso de Fairlight Head . Para distancias cortas bastaría con un simple asta de bandera, pero para distancias más largas era necesario utilizar luces nocturnas. Las luces más brillantes, las llamadas luces blancas, se obtenían quemando una mezcla incendiaria que duraba poco tiempo. El uso de estas luces a través de canales requirió cuidadosas disposiciones de sincronización que pudieran tener en cuenta los caprichos del clima y los relojes de bolsillo. En muchas estaciones, para el teodolito o las señales, era necesario elevar el instrumento sobre una torre portátil a más de 30 pies de altura. La torre tenía dos componentes: un marco interior sostenía el instrumento y el exterior sostenía a los observadores, minimizando así la perturbación del instrumento.
El informe final de 1790 [10] presenta cifras de la distancia entre París y Greenwich, así como la latitud, longitud y altura precisas de las estaciones de triangulación británicas. A lo largo del estudio, Roy aprovechó cada oportunidad para fijar la posición de tantos puntos de referencia secundarios como fuera posible con la esperanza de que se utilizaran como base para futuros estudios topográficos a partir de los cuales se pudieran preparar nuevos mapas para los condados de Middlesex , Surrey , Kent y Sussex . De hecho, estos condados fueron nuevamente examinados durante el curso de la Triangulación Principal de Gran Bretaña que comenzó en 1791, un año después de su muerte. En el momento de su muerte, estaba corrigiendo las pruebas finales de su informe y el trabajo fue llevado a término por Isaac Dalby , un alto empleado civil de la Junta de Artillería que había organizado los cálculos de los triángulos.