El estudio anglo-francés (1784-1790) fue el estudio geodésico que se llevó a cabo 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 mediciones de las bases de Hounslow Heath (1784) y Romney Marsh (1787), las mediciones de los ángulos de los triángulos (1787-1788) y, finalmente, el cálculo de todos los triángulos (1788-1790). El estudio es muy importante como el primer estudio preciso realizado en Gran Bretaña y el precursor del trabajo del Ordnance Survey , que se fundó en 1791, un año después de la muerte de Roy.
En una etapa avanzada de su vida, cuando tenía 57 años, Roy recibió la oportunidad de establecer su reputación duradera en el mundo de la geodesia . La oportunidad llegó desde una dirección completamente inesperada. En 1783, el director del Observatorio de París , Cassini de Thury , dirigió unas memorias [1] a la Royal Society de Londres, en las que expresaba graves reservas sobre las mediciones de latitud y longitud realizadas en el Real Observatorio 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 rotundamente rechazada por Nevil Maskelyne , que estaba convencido de la precisión de las mediciones de Greenwich, pero, al mismo tiempo, se dio cuenta de que las memorias de Cassini proporcionaban un medio para promover la financiación gubernamental para un estudio que sería valioso por sí mismo. [1] Se concedió la aprobación y Sir Joseph Banks , presidente de la Royal Society , propuso que Roy liderara el proyecto. Roy aceptó de buen grado y puso las cosas en marcha presentando a la Corona un presupuesto muy subestimado para mano de obra (con mucho el elemento más importante) y nuevos instrumentos de precisión que serían construidos por Jesse Ramsden . El proyecto completo se describe en los tres grandes artículos de Roy en las Philosophical Transactions of the Royal Society of London en 1785, 1787 y 1790. [2] Hay relatos más breves del proyecto en la History of the Royal Engineers de Porter [3] y en todas las historias 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 realizada por 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. Se trataba de un descenso casi uniforme desde 83-57 pies (25-17 m) AOD entre King's Arbour (conmemorado por una réplica de cañón fuera de la carretera perimetral norte del aeropuerto de Heathrow ) y un punto en los campos de Hampton Poor-house , cinco millas y mil pies al sureste. La dirección se eligió primero para adaptarse a la disposición 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 de arriba.
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 juego de tres varillas de madera calibradas fabricadas con una longitud de 20 pies. Tres de ellas se apoyaron sobre caballetes y los extremos se alinearon con una precisión de una milésima parte de una pulgada. Luego, la primera varilla se llevó hasta el extremo de la tercera, una operación que se repitió 1.370 veces. Desafortunadamente, las varillas de madera tuvieron que abandonarse debido a su susceptibilidad a alargarse y acortarse en clima húmedo, y se reemplazaron por varillas 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 al nivel del mar, ya que el cálculo del estudio se refería a esa altura. La medición final arroja una longitud de base de 27 404,01 pies. La medición de la línea de base con un nivel de precisión tan alto fue un logro notable y, en reconocimiento a ello, la Royal Society le otorgó a Roy la Medalla Copley en 1785.
En 1784, los extremos de la línea de base se marcaron con los ejes centrales de dos tubos de madera verticales sobre los que se centró el teodolito para las mediciones desde la base: los tubos también podían sostener mástiles de bandera como marcadores cuando se avistaba la base desde otras estaciones (o un extremo desde otro). Después de la nueva medición en 1791 (OS1791-1794), los tubos fueron reemplazados por cañones que todavía están en su lugar, aunque es seguro que los cañones han sido alterados y ligeramente movidos durante los años intermedios. Las ubicaciones modernas de los puntos finales del sureste están en Roy Grove, Hampton . El extremo noroeste en el 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.º
ANIVERSARIO DEL NACIMIENTO DEL GENERAL DE DIVISIÓN WILLIAM ROY FRS,
NACIDO EL 4 DE MAYO DE 1726 Y FALLECIDO EL 1 DE JULIO DE 1790.
ÉL CONCEBIÓ LA IDEA DE LLEVAR A CABO LA TRIANGULACIÓN DE ESTE
PAÍS Y DE CONSTRUIR UN MAPA COMPLETO Y PRECISO, Y
DE ESTE MODO SENTÓ LAS BASES DEL ORDNANCE SURVEY.
ESTE CAÑÓN MARCA EL TERMINAL SE 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 PARÍS – ESTA MEDICIÓN FUE
POSIBLE GRACIAS A LA MUNIFICENCIA DE SM EL REY JORGE III, QUIEN
INSPECCIONÓ LA OBRA EL 21 DE AGOSTO DE 1784.
LA BASE FUE MEDIDA OTRA VEZ EN 1791 POR EL CAPITÁN MUDGE, COMO EL
COMIENZO 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 ORDNANCE SURVEY 01 – 27406.19 PIES
Una vez que se midió la línea de base, Roy estaba ansioso por seguir adelante con la triangulación lo antes posible, pero se vio frustrado por el fracaso de Ramsden en producir el nuevo teodolito . Esto provocó cierta acritud y Roy llegó al extremo de acusar a Ramsden de ser negligente y dilatorio, en público [8] y en su siguiente informe en Philosophical Transactions [9] .
El informe de 1787 da testimonio de cómo se ocupó Roy mientras esperaba el teodolito. La primera sección trata de la ruta propuesta para la prospección. 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 solo donde los triángulos disminuyen de tamaño hacia las bases y donde tienen que extenderse sobre el Canal de la Mancha . Los lados típicos miden alrededor de 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 meridianos como de experimentos con péndulo, y Roy continúa proponiendo más arcos meridianos en India y Rusia, así como un arco de longitud en el ecuador. Por último, aboga por la continuación del estudio en el resto de Gran Bretaña.
El teodolito de Ramsden fue finalmente entregado en el verano de 1787, y se hizo todo lo posible para completar todo lo posible antes del invierno. Los primeros triángulos fueron desde los extremos de la base hasta la Torre Hanger Hill en Ealing y St Ann's Hill en Chertsey , con una vista adicional del Castillo de Windsor solo desde el extremo noroeste. Por lo tanto, se midieron dos ángulos en el extremo SE de la base y cuatro ángulos en el extremo noroeste. 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 Real, Greenwich , Upper Norwood y Hundred Acres ( Banstead ). De esta manera, la malla de triángulos se extendió hacia la costa, donde se pudieron hacer vistas de algunas de las estaciones francesas que se habían medido en el curso de la triangulación de Cassini. La figura siguiente muestra la triangulación real, el relieve hace que la estructura sea más comprensible. Observe 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 del marco.
El proceso parece engañosamente simple, pero exigía mucha perseverancia y organización. Una vez que el teodolito estaba en una estación, se enviaban hombres de señales a todas las demás estaciones que se iban a observar desde ese punto, normalmente cinco o seis estaciones, pero hasta diez en el caso de Fairlight Head . Para distancias cortas bastaba un simple mástil de bandera, pero para las distancias más largas era necesario utilizar luces de noche. Las luces más brillantes, las llamadas luces blancas, se obtenían quemando una mezcla incendiaria que duraba poco tiempo. El uso de estas luces en ambos canales implicaba una cuidadosa sincronización que podía tener en cuenta los caprichos del tiempo y los relojes de bolsillo. En muchas estaciones, para el teodolito o las señales, era necesario elevar el instrumento sobre una torre portátil de más de 30 pies de altura. La torre tenía dos componentes: un marco interior que sostenía el instrumento y el exterior que sostenía a los observadores, minimizando así las perturbaciones al 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 de la prospección, 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 futuras prospecciones topográficas a partir de las cuales se pudieran preparar nuevos mapas para los condados de Middlesex , Surrey , Kent y Sussex . De hecho, estos condados fueron reexaminados 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 concluido por Isaac Dalby , un empleado civil de alto rango de la Junta de Artillería que había organizado los cálculos de los triángulos.