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La retriangulación de Gran Bretaña fue un proyecto de triangulación llevado a cabo entre 1935 y 1962 que buscaba mejorar la precisión de los mapas de Gran Bretaña . [1] Los datos recopilados de la retriangulación reemplazaron los datos recopilados durante la triangulación principal de Gran Bretaña , que se había realizado entre 1783 y 1851. [2]
El objetivo de este trabajo era crear una nueva red de control topográfico para todo el país y unificar la cartografía del Reino Unido a partir de las proyecciones de los condados locales en un único sistema de referencia y proyección de datos nacional . Su finalización condujo al establecimiento del sistema de referencia OSGB36 y la cuadrícula nacional Ordnance Survey que se utiliza en la actualidad.
La retriangulación fue iniciada en 1935 por el Director General del Ordnance Survey , el Mayor General Malcolm MacLeod . [1] Fue dirigida por el cartógrafo y matemático Martin Hotine , jefe de la División Trigonométrica y de Nivelación (TLD).
El trabajo se detuvo con el estallido de la Segunda Guerra Mundial en 1939, momento en el que la red de triangulación primaria cubría toda Inglaterra y Gales, pero sólo hasta el Moray Firth en Escocia. La triangulación secundaria había comenzado en 1938 y, tras el final de la guerra, el trabajo de retriangulación se centró en trabajos de prospección secundarios y de orden inferior, para acelerar la finalización de nuevas prospecciones a gran escala. [3] [4]
Las prioridades de la TLD en tiempos de guerra se centraron en el trabajo de investigación relacionado con el esfuerzo bélico, como la construcción de aeródromos y de unidades militares, la investigación y los cálculos de posiciones de baterías antiaéreas y costeras y la investigación de sitios de radiolocalización . Un tercio del personal de Ordnance Survey fue llamado a filas durante la guerra, y la sede en Southampton fue bombardeada y gravemente dañada. [5] El personal fue trasladado a los condados de origen , donde produjo mapas a escala 1:25.000 de Francia, Italia, Alemania y la mayor parte del resto de Europa en preparación para la invasión. Las observaciones de triangulación primaria no se reanudaron hasta 1949, y se completaron en 1952. [3]
Un problema durante la triangulación principal fue que no siempre era posible redescubrir la ubicación exacta de las estaciones de medición, ya que se dependía de marcadores enterrados y de un conocimiento local poco fiable. Para superar este problema, se construyó una red de estaciones de medición permanentes, las más conocidas eran los pilares de triangulación de hormigón (unos 6.500) que se encuentran en muchas cimas de colinas y montañas de las Islas Británicas, pero se utilizaron muchos otros tipos de estaciones de medición.
Para minimizar las diferencias entre el estudio de 1783-1851 y la retriangulación, se eligieron once estaciones de triangulación principal, desde Dunnose en la isla de Wight hasta Great Whernside en Yorkshire, y se erigieron pilares sobre ellas para que actuaran como marco central desde el cual se realizaron todas las demás mediciones.
El trabajo principal de la Retriangulación se terminó en 1962, creando la Red Nacional de Ordnance Survey . Este sistema continuó utilizándose, y las mediciones se refinaron mediante topografía terrestre, hasta la década de 1980, después de lo cual se utilizó el uso de satélites. Los dispositivos de medición electrónicos se introdujeron hacia el final de la Retriangulación, pero en ese momento no demostraron ser lo suficientemente confiables como para reemplazar la topografía tradicional. [5]
Uno de los primeros pasos en la retriangulación fue la adopción de una nueva proyección para el mapeo, reemplazando la proyección Cassini existente por la proyección Transversal de Mercator . Esta fue la preferida por el Ordnance Survey porque el uso de la proyección Cassini habría resultado en una distorsión angular de casi cuatro minutos de arco en el estudio. [6] [3]
La forma sólida de la Tierra, conocida como geoide , no puede definirse completamente mediante fórmulas simples. El esferoide es el modelo matemático más cercano, pero como no hay un esferoide que se ajuste a todo el mundo, se debe utilizar un número. El esferoide de Airy proporciona un buen ajuste en la región de las Islas Británicas, y la Proyección Transversal de Mercator de este esferoide fue adoptada por el Ordnance Survey como base del sistema de coordenadas nacional. [7]
Ninguna proyección puede ser fiel a la escala en su totalidad. En la proyección transversa de Mercator, la escala en cualquier punto dado aumenta en correlación con su distancia este u oeste desde el meridiano central. La escala a lo largo de la línea norte-sur que contiene el punto permanece constante. El verdadero origen de la proyección se encuentra en latitud 49° N, longitud 2° O. Se estableció un origen falso ubicado aproximadamente a 170 kilómetros al oeste de The Lizard para garantizar que todas las coordenadas de la cuadrícula nacional permanecieran positivas, ya que todo el país está más al este y más al norte que ese punto. En este sistema, el meridiano central está a 400 kilómetros al este. [8]
La escala en el meridiano central debería ser correcta, o 1. Sin embargo, para garantizar que el error de escala sea imperceptible en el mapa nacional en los límites oriental y occidental, se aplicó una reducción de escala de 1:2500. Esto proporciona un factor de escala local de 0,9996 en el meridiano central. La escala aumenta continuamente con la distancia desde el meridiano central, al este y al oeste, llegando a 1 a 580 km al este y 220 km al oeste. Sigue aumentando, llegando a 1,0005 en los extremos oriental y occidental. [3]
Para convertir la longitud del plano medido en un sitio en una distancia de proyección, y viceversa, se debe emplear el factor de escala local correspondiente. Como el esferoide se establece al nivel medio del mar, cualquier longitud medida se debe reducir al nivel medio del mar antes de aplicar el factor de escala local. [9] [10]
El trabajo de triangulación primario comenzó con la división del trabajo de reconocimiento en bloques. El tamaño de estos bloques estuvo determinado por el mayor número de observaciones de reconocimiento que pudieran calcularse en un ajuste simultáneo de mínimos cuadrados . El reconocimiento de las estaciones de reconocimiento comenzó en 1935, utilizando teodolitos Tavistock para confirmar la intervisibilidad de las estaciones. [3] [11]
El estudio de la triangulación comenzó en abril de 1936, con observaciones realizadas durante las horas de oscuridad con faros eléctricos fabricados por Cooke, Troughton & Simms . En las zonas llanas del país, como East Anglia , se utilizaron torres Bilby diseñadas por el Servicio Geodésico y Costero de los Estados Unidos . [3] [7]
La triangulación todavía estaba incompleta al estallar la Segunda Guerra Mundial, con cinco de los siete bloques completados y dos líneas de base principales (una entre Whitehorse Hill y Liddington Castle , y la segunda en Lossiemouth ) medidas. [12] [13]
Al estallar la guerra, las oficinas regionales de Ordnance Survey en Bristol , Tunbridge Wells , Londres y Edimburgo se redujeron a una función de atención y mantenimiento , con solo una actividad ocasional relacionada con proyectos de investigación en tiempos de guerra. Esta situación se mantuvo hasta 1944, cuando se incrementó el personal con hombres que regresaban del servicio militar. [6]
Al final de la guerra, la tarea más urgente era la provisión de control secundario, terciario y de orden inferior para estudios a gran escala. Sin embargo, el 11 de mayo de 1949, las observaciones para completar la triangulación primaria se habían reanudado, centradas en la finalización del bloque seis en Escocia, que incluía las Hébridas Exteriores , Orcadas y Shetland . Se utilizaron dos equipos de estudio independientes, el primero cubriendo un área desde Caithness hasta las Islas del Norte , y el segundo comenzando desde el límite del bloque de estudio tres en Argyll . [3]
Las dificultades para completar el trabajo de estudio de campo en las Tierras Altas de Escocia incluyeron completar las observaciones en Ben Nevis en temperaturas bajo cero con fuertes nevadas, realizar estudios en terreno montañoso y el transporte entre varias islas escocesas remotas . Un miembro del equipo de estudio sufrió una dislocación de hombro cuando fue atacado por skúas árticas , cuya nidificación había sido perturbada inadvertidamente por su trabajo. El trabajo en Ben Nevis solo tomó veintidós noches para completarse. En 1962, la retriangulación de Gran Bretaña estaba completa, y los estudios aéreos aceleraron el trabajo en las últimas etapas. [14] [12]
En 1951 se completó el bloque seis y se añadió un nuevo bloque (siete) para conectar la triangulación con la Isla de Man . Además, se realizó una conexión con Francia a través del estrecho de Dover en colaboración con el Institut national de l'information géographique et forestière . Las estaciones de medición en el lado británico estaban en Beachy Head , Fairlight Down, Paddlesworth y Rumsfelds Water Tower, y en Francia se utilizaron estaciones en La Canche, Montlambert, Saint-Inglevert y Gravelines . Los resultados se consideraron buenos, con un error de cierre de medición promedio (el error angular de líneas o rayos medidos durante una medición transversal ) de solo un segundo de arco . [3]
En 1952 se estableció una conexión con Irlanda, en cooperación con Ordnance Survey Ireland . Las observaciones comenzaron el 19 de abril de 1952, pero inicialmente se vieron obstaculizadas por fuertes lluvias y nubes. El rayo de estudio entre Trostan y Slieve Donard fue abandonado después de numerosos intentos, pero posteriormente se completó cuando Slieve Donard fue reocupado para observar el rayo Holyhead en julio de 1952, y el equipo de estudio se vio obligado a esperar veinticinco noches para completar la tercera y última observación. El rayo de Kippure a South Barrule (Isla de Man), de 95 millas de largo y oscurecido por el smog de Dublín , finalmente fue abandonado. [3]
A mediados de junio de 1952, se había terminado la sección norte de la conexión. Entonces se emprendieron las observaciones para la retriangulación interna de Irlanda del Norte , mientras que los equipos de investigación del Reino Unido completaban el trabajo adicional para reforzar el borde occidental de la retriangulación primaria en la costa de Gales. El 28 de julio de 1952, comenzaron los trabajos en la mitad sur de la conexión. A medida que los trabajos avanzaban hacia el sur, los rayos que atravesaban el mar de Irlanda se fueron haciendo cada vez más largos. [6]
El 3 de septiembre de 1952 se iniciaron los trabajos para observar el rayo más largo de toda la retriangulación, de 158 km (98 millas) entre las montañas Preseli (Gales) y Ballycreen en el condado de Wicklow . Las tres noches reglamentarias fueron suficientes para completar este trabajo. No se consideró esencial otro rayo entre Preseli y Kippure y, tras una observación parcial, se abandonó. [3]
El equipo de Ordnance Survey Ireland se trasladó entonces a la colina de Tara y a la montaña Forth en Wexford , pero el deterioro de las condiciones meteorológicas hizo que el trabajo no pudiera completarse hasta el 8 de octubre de 1952. Esto marcó la finalización de la conexión y la retriangulación, con un error de cierre medio de 1,16 segundos. [13] [3]
La triangulación se conectó con Noruega e Islandia mediante HIRAN, una versión mejorada de SHORAN . Las conexiones de la encuesta que se extendieron desde los puntos de triangulación primarios en Escocia a los puntos de triangulación en Noruega e Islandia fueron facilitadas por la Fuerza Aérea de los EE. UU. en el marco de la implementación de un proyecto conocido como North Atlantic Tie. [9] [3] [15]
Poco después de la Segunda Guerra Mundial, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos había llevado a cabo un reajuste de todas las triangulaciones de la Europa continental para producir un datum geodésico conocido como ED50 , un sistema único sobre el sistema de coordenadas transversal universal de Mercator . La iniciativa North Atlantic Tie tenía como objetivo crear un vínculo geodésico entre América del Norte y Europa, midiendo una red de trilateración y permitiendo el posicionamiento de las estaciones de triangulación europeas en relación con el Datum de América del Norte . [6]
De julio a septiembre de 1953, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos utilizó HIRAN para estudiar un enlace entre tres estaciones geodésicas en Noruega y tres en el continente escocés y las islas Shetland . Esto marcó la fase inicial de un proyecto más grande que conectaba los estudios de Noruega, Islandia y Groenlandia con Canadá . [16] La red que unía Escocia con Noruega comprendía quince líneas medidas: tres entre las estaciones noruegas, tres entre las estaciones escocesas y de Shetland, y nueve líneas a través del Mar del Norte . [6]
Las estaciones geodésicas de SHORAN no coincidían exactamente con las estaciones de triangulación geodésica, pero se consideró que la proximidad era tal que no se atribuyó ningún error significativo a la transferencia de una a la otra. [6] Las estaciones noruegas fueron:
Y las estaciones británicas fueron:
Cada una de las quince líneas de estudio se midió mediante seis cruces de línea en cada uno de dos niveles de altitud , lo que supuso un total de doce cruces, todos ellos formando parte de una misión de estudio. La distancia entre dos estaciones de estudio se derivó de la suma mínima de los tiempos de tránsito de la señal desde un transmisor, transportado en una aeronave que volaba a través de la línea que se iba a medir, hasta un par de terminales en cada extremo de la línea y de regreso. Se aprobó una misión siempre que:
La más inexacta de las misiones de reconocimiento rechazadas se desvió de la medida aceptada en 0,0055 millas (29 pies), y la disparidad media entre una medida rechazada y la media de las medidas aceptadas fue de 0,0013 millas (6 pies). Los resultados y la evaluación finales se calcularon a partir de la observación de las posiciones de reconocimiento terrestre, incluidas las estaciones tanto en Islandia como en las Islas Feroe . [6]
La operación fue en gran medida un éxito, pero Ordnance Survey consideró que los resultados no eran del estándar geodésico necesario para la triangulación primaria y existía una discrepancia de 12 metros (39 pies) en las mediciones entre las estaciones noruegas. [3]
Simultáneamente con el programa de retriangulación, se puso en marcha un procedimiento para revisar y actualizar los mapas de Ordnance Survey en escala 1:2500 en áreas urbanas densas. El programa, conocido como revisión general , se inició con los primeros experimentos sobre métodos realizados en los Cotswolds , y el trabajo realizado para realizar los ajustes realizados en los mapas en escala 1:2500 se conoció como "el ajuste de los Cotswolds" o "revisión general de los Cotswolds". [6] [18]
La revisión de los Cotswolds fue un proceso de dos etapas. La primera etapa requirió que los mapas antiguos se actualizaran para eliminar distorsiones en tamaño y forma, alineándolos con las nuevas proyecciones y el control del proceso de retriangulación. Además, se revisaron y modificaron los detalles del mapa , muchos de los cuales no se habían actualizado desde la revisión de 1891-1914. Las nuevas estaciones de triangulación se incorporaron a los mapas antiguos para complementar los detalles locales y alinearlos con las posiciones precisas de la cuadrícula. [6]
La eficacia de la revisión de los Cotswolds dependía de la inserción de suficientes controles topográficos de National Grid para alinear los mapas antiguos con la nueva triangulación. Si se exageraba, se corría el riesgo de deformar los detalles antiguos hasta un punto que haría imposible la revisión. Este delicado equilibrio se logró en partes del Reino Unido donde muchas de las nuevas estaciones de triangulación se podían trazar en la relación correcta con los detalles antiguos. Sin embargo, en las zonas rurales abiertas, la colocación de las estaciones de triangulación dentro del marco de detalle era problemática y el método comenzó a fallar. [19]
Las pruebas realizadas a principios de los años 70 demostraron que no se había alcanzado el estándar de precisión de Cotswold (+2,5 metros de error estándar) en todas las áreas. Surgieron dos soluciones: una nueva inspección completa o la reparación e incorporación de controles adicionales de manera que se restableciera el estándar de precisión de la revisión a un costo significativamente menor. Las comparaciones de costos posteriores llevaron a la conclusión de que, en la mayoría de las circunstancias, era preferible una nueva inspección. [20] [6]