Ramsdenské geodetické přístroje - Ramsden surveying instruments
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9e/RamsdenRS_theodolite_of_1787.jpg/350px-RamsdenRS_theodolite_of_1787.jpg)
The Ramsdenské geodetické přístroje jsou ty, které postavilJesse Ramsden a používá se ve vysoce přesných geodetických průzkumech prováděných v období 1784 až 1853. Patří sem pět skvělý teodolity —Velké jméno, velká velikost a velká přesnost - používané při průzkumech v Británii a dalších částech světa. Ramsden také poskytl vybavení používané při měření mnoha základních linií těchto průzkumů a také zenitový dalekohled používané při určování zeměpisné šířky.
Velké teodolity
Celkem osm takových nástrojů vyrobila společnost Ramsden a další pro použití v Británii, Indii a Švýcarsku.[1][2]Sám Ramsden zkonstruoval tři teodolity a další dva podle jeho návrhu dokončil Mathew Berge, jeho zeť a obchodní nástupce, po Ramsdenově smrti v roce 1805. Z dalších nástrojů jeden z nich postavil William Cary a další dva firmou Troughton a Simms.
Theodolit královské společnosti
V roce 1783 královská společnost Londýna reagoval na francouzskou kritiku Greenwichská observatoř hledáním královského souhlasu s provedením vysoce přesného geodetického průzkumu, Anglo-francouzský průzkum (1784–1790), mezi Greenwichem a zavedenými francouzskými průzkumnými stanicemi na druhé straně Lamanšského průlivu. Bylo uděleno schválení, generále William Roy souhlasil s provedením práce a okamžitě se obrátil na Ramsdena, aby zadal nové nástroje. O tři roky později byl „velký“ teodolit dodán po zpoždění, které lze přičíst Ramsdenově zdrženlivosti, nehodám v dílně a jeho zálibě v neustálém zdokonalování - „to se nestane, musíme to mít znovu“.[3] Nástroj byl zaplacen korunou a král jej okamžitě předložil Královské společnosti; z tohoto důvodu je teodolit označován jako Theodolit Royal Society, nebo zkráceně Ramsden RS.
Úplný popis tohoto teodolitu je uveden v závěrečné zprávě Anglo-francouzský průzkum (1784–1790).[4] Přístroj byl velký, 36 palců (914 mm) napříč a byl obvykle namontován na stojanu, který umístil zaměřovací dalekohled mezi 5 a 6 stop. Vážil asi 200 lb (90 kg) a příslušenství a kufry vážily stejně. Cestovala po Británii více než šedesát let na svém vlastním odpruženém voze do míst, kde byla tažena do hor, kostelních věží a dokonce i lešených věží.
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/db/RamsdenRS_theodolite_of_1787_microscope_detail.png/350px-RamsdenRS_theodolite_of_1787_microscope_detail.png)
Horizontální kruhová stupnice byla velmi přesně rozdělena pomocí dělení v 15minutových (obloukových) intervalech pomocí jednoho z Ramdenových dělicí motory;[5] značky na stupnici o průměru 36 palců (910 mm) by byly asi1⁄6 palce (4 mm) od sebe. Pozici dalekohledu bylo proto možné číst na nejbližší čtvrtinu stupně okem, ale přesná poloha mezi divizemi byla odečtena pomocí mikrometrických mikroskopů vybavených nastavitelnými příčnými dráty v ohniskové rovině, jak je znázorněno. Závity šroubů byly takové, že patnáct celých otáček se pohybovalo od jedné značky stupnice k další, tj. 15 minut, a protože stupnice na nastavovacím knoflíku umožňovala změřit jednu šedesátinu otáčky, byla výsledná přesnost během jedné obloukové sekundy.
Přístroj je také vybaven vertikální půlkruhovou stupnicí pro měření výšek vzdálených stanic, a tedy výškového rozdílu. Do okuláru jsou osazeny křížové dráty podobné těm, které se používají v mikroskopech; jsou nastavitelné šroubovým závitem, který umožňuje měřit úhly do pěti obloukových sekund.
Typické vzdálenosti v anglo-francouzském průzkumu byly méně než 20 mil (32 km): v této vzdálenosti jedna sekunda oblouku odpovídá bočním nebo svislým posunům v cílové stanici přibližně 7 palců (17 cm). Žádný jiný teodolit se v té době nemohl vyrovnat s touto přesností. Byl to první přístroj, který dokázal měřit sférický přebytek velkých průzkumných trojúhelníků.
Po dokončení anglo-francouzského průzkumu byl tento nástroj uložen v Královské společnosti, ale v roce 1799 Board of arzenálu požádal o jeho použití pro Hlavní triangulace Velké Británie. Po dokončení průzkumu byl teodolit uložen v ústředí Průzkum arzenálu v Southamptonu, kde byl zničen při bombardování v roce 1941.[6]
The Board of Ordnance theodolit
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/55/3foottheodoliteramsden.jpg/350px-3foottheodoliteramsden.jpg)
Ve své zprávě pro královská společnost v roce 1775 William Roy si všiml vhodnosti Indie jako místa pro oba poledníkový oblouk a měření paralelního oblouku. K jeho radosti Východoindická společnost byli ochotni podniknout takový podnik a objednali si od Ramsdena druhý velký teodolit. Byl připraven v roce 1791, ale Ramsden se cítil povinen zvýšit cenu kvůli problémům s jeho výrobou. K jeho překvapení společnost odmítla jeho cenu a odmítla přístroj koupit. To bylo koupeno Vévoda z Richmondu který jako mistr Board of arzenálu, poskytl většinu finančních prostředků Royovi Anglo-francouzský průzkum (1784–1790). Theodolit je označen jako Board of Ordnance theodolit nebo zkráceně Ramsden BO. Richmondovým záměrem bylo použít nový teodolit k rozšíření Royova průzkumu do jižních hrabství Británie. Přístroj byl v zásadě stejný jako ten první s přidanými vylepšeními, hlavně co se týče počtu a umístění mikroskopů s jejich přesnými mikrometrickými stupni. To bylo v provozu až do dokončení Hlavní triangulace Velké Británie v roce 1853 a nyní je v Muzeum vědy v Londýně.[7]
V popisu Trigonometrického průzkumu pro roky 1791–1794, který provedli Mudge, Williams a Dalby, je uveden popis vylepšení tohoto teodolitu.[8]
Ostatní Ramsdenské teodolity
Ramsden vyrobil alespoň jeden další 3 stopový (0,91 m) teodolit, jehož části byly objeveny ve Švýcarsku.[2] Po jeho smrti zdědil jeho firmu Mathew Berge, o kterém je známo, že podle Ramsdenova návrhu zkonstruoval další dva velké nástroje.[2] Ramsden vyrobil mnoho teodolitů, včetně osmnáctipalcového nástroje stejné obecné konstrukce jako velké teodolity.[9] Tento nástroj a jeho dva velcí teodoliti jsou popsány v popisu Hlavní triangulace od Clarke & James (1858).[10]
Skvělé teodolity od jiných stavitelů
Ačkoli východoindická společnost odmítla druhý Ramsdenův teodolit, zadala podobný design od jiného londýnského výrobce nástrojů, William Cary. Tento teodolit se v Indii používal od roku 1802, i když v roce 1808 došlo k mírné přestávce, kdy byl poškozen při vytahování na vrchol budovy. Byl opraven a používán šedesát let. Nový Theodolit se zlepšeným designem byl vyroben pro indický průzkum od Troughton a Simms v roce 1830 a oba společně sloužili až do roku 1874, kdy byl nástroj Cary nahrazen jiným Troughtonem a Simsem. Tímto posledním nástrojem bylo monstrum o hmotnosti 1 455 lb (660 kg), když bylo v cestovním pouzdře: nebylo žádným překvapením, že bylo považováno za příliš těžké pro transport do hor a v roce 1882 přešlo do Jižní Afriky.[2] Po roce 1874 nebyly vyrobeny žádné další skvělé nástroje pro pokračující pokrok v přesných nástrojích zastíněných jejich výkonem: na konci devatenáctého století bylo možné dosáhnout přesnosti 1 obloukové sekundy s 12palcovým (300 mm) nástrojem.[11]
Řetězy a pruty
Využili to inspektoři z osmnáctého století Gunterovy řetězy které byly 22 yardů dlouhé (jeden řetěz se 100 články 7,92 palce). Jejich přesnost byla dostatečná pro katastrální měření, ale byly považovány za nedostatečně přesné pro Anglo-francouzský průzkum (1784–1790) První britský vysoce přesný průzkum. Roy požádal Ramsdena, aby připravil nový řetězec 100 článků, každý o délce jedné stopy.[12] Požádal také Ramsdena, aby připravil tři přesně kalibrované dřevěné tyče dlouhé 20 stop. Ukázalo se, že šlo o poruchu kvůli kolísání délky v důsledku měnící se vlhkosti; místo toho byly použity tři kalibrované skleněné zkumavky. Řetěz se ukázal být stejně přesný jako skleněné trubice a během příštích třiceti let se používal pro základní průzkumy.[13] Později ještě přesnější měření ukázala, že přesnost Ramsdenova řetězce o délce 30 stop (30,48 m) byla v rozmezí asi 3 palce za 5 mil. Při skutečném použití byl řetěz po celé své délce podepřen dřevěnými kozlíky a napínán známou konstantní hmotností. Jeho koeficient tepelné roztažnosti byl pečlivě změřen, aby bylo možné zohlednit teplotní výkyvy. Veškeré podrobnosti (s deskami) jsou uvedeny v Royově popisu měření Hounslow Heath základní linie.[14]
Američtí geodeti někdy také používali řetěz o délce 100 stop, také se 100 články, známý jako inženýrský řetěz. Termín řetěz v obou případech se obvykle jedná o měřicí přístroj spíše než o jednotku délky a měřené vzdálenosti se obvykle uvádějí ve stopách a desetinných zlomcích nohy (ne v palcích).
Přes Ramsdenův řetězec pocházející z Velké Británie zde převládal Gunter: „Když se o řetězu mluví bez kvalifikace, myslí se tím Gunterův řetěz“, poznamenal Macquorn Rankine je uprostředviktoriánský Příručka pro stavební inženýrství.[15]
Zenitový dalekohled
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/34/Ramsden%27s_zenith_telescope.png/220px-Ramsden%27s_zenith_telescope.png)
Zenitový dalekohled zkonstruovaný Jessem Ramsdenem v roce 1802, který byl použit k určení zeměpisné šířky mnoha stanic Hlavní triangulace Velké Británie. Tento přenosný nástroj byl navržen tak, aby přinesl přesnost observatoře do terénních prací. Vnější rám stál asi 12 stop (3,7 m) vysoký a dalekohled namontovaný na vnitřním rámu byl dlouhý 8 stop (2,4 m). Dalekohled byl omezen na pozorování během několika stupňů od zenitu, aby se zabránilo chybám způsobeným lomem. Kompletní popis nástroje uvádí Pearson.[16]
Reference
- ^ McConnell 2007 Jesse Ramsden (1735–1800)
- ^ A b C d Insley 2008 Velké Theodolity
- ^ Ramsden optik
- ^ Roy 1790 pp135-160 Závěrečná zpráva Anglo-francouzský průzkum (1784–1790).
- ^ Ramsden 1877 Dělicí motory.
- ^ Owen & Pilbeam 1992, strana 9
- ^ A b Ramsdenův tři stopový geodetický teodolit, 1792, Muzeum vědy, vyvoláno 2020-05-07
- ^ Mudge, Dalby & Williams 1795, s. 445–446 Účet trigonometrického průzkumu za roky 1791–1794.
- ^ Obrázek Ramsdenova 18palcového teodolitu
- ^ Clarke & James (1858) Hlavní triangulace, oddíl 2, strana 43.
- ^ Turner 1983 Kapitola 14.
- ^ Obrázek Ramsdenova řetězu
- ^ Řetězy byly nahrazeny Colbyho kompenzačními pruhy. Vidět Clarke & James (1858) Hlavní triangulace, oddíl 5, strana 200
- ^ Roy (1785). Měření Hounslowovy základní linie.
- ^ Macquorn Rankine, William John (1863). Příručka pro stavební inženýrství (2. vyd.). Londýn: Griffin Bohn & Company. str.18 –19 - prostřednictvím Internetový archiv.
- ^ Pearson (1829) Úvod do astronomie.
Bibliografie
- Clarke, Alexander Ross; James, Henry (1858). Úvahy o pozorováních a výpočtech hlavní triangulace; az toho odvozeného obrázku, rozměrů a střední měrné hmotnosti Země. Londýn: G.E. Eyre a W. Spottiswoode. OCLC 757179661. DESKY. Vynikající shrnutí zprávy bylo zveřejněno v Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti.
- Insley, Jane (2008). Příběh velkých teodolitů (PDF). OBR Pracovní týden Integrace generací. Švédsko.
- Maskelyne, Nevil (1785). „O zeměpisné šířce a délce Královské observatoře v Greenwichi; s poznámkami k památníku zesnulého M. Cassini de Thury“. Filozofické transakce Královské společnosti v Londýně. 75: 385–480. doi:10.1098 / rstl.1787.0018. S2CID 186209872.
- McConnell, Anita (2007). Jesse Ramsden (1735–1800): přední londýnský výrobce vědeckých přístrojů. Aldershot: Ashgate Publishing Limited. ISBN 978-0-7546-6136-8. Existuje podstatný Posouzení Richard Dunn.
- Mudge, William; Dalby, Isaac; Williams, Edward (1795). „Účet trigonometrického průzkumu prováděného v letech 1791, 1792, 1793 a 1794“. Filozofické transakce královské společnosti. 84: 414–622. doi:10.1098 / rstl.1795.0023.
- Owen, Tim; Pilbeam, Elaine (1992). Ordnance Survey, tvůrci map do Británie od roku 1791. Southampton: Průzkum arzenálu (HMSO). ISBN 9780319002490. OCLC 28220563. Volně dostupné online na Ordnance Survew, Owen a Pilbeam
- Pearson, William (1829). Úvod do praktické astronomie: Svazek 2. 534–554. ISBN 9781108064064.
- „Optik Ramsden“. Zrcadlo literatury, zábavy a poučení. 10: 80. 1827.
- Ramsden, Jesse (1877). Popis motoru pro dělení matematických nástrojů. London: The Commissioners of Longitude. (Desky jsou neúplné.)
- Roy, William (1785). „Účet měření základny na Hounslow-Heath“. Filozofické transakce Královské společnosti v Londýně. 75: 385–480. doi:10.1098 / rstl.1785.0024.
- Roy, William (1790). „Popis trigonometrické operace, při níž byla stanovena vzdálenost mezi poledníky královských observatoří v Greenwichi a Paříži“. Filozofické transakce Královské společnosti v Londýně. 80: 111–254. doi:10.1098 / rstl.1790.0015. S2CID 186211548.
- Turner, Gerard L'Estrange (1983). Vědecké přístroje devatenáctého století. University of California Press. ISBN 0520051602. Kapitola 14, strana 146, zahrnuje měřicí přístroje,
externí odkazy
- Fotografie části Ramsdenova řetězu, na Knihovna obrazů vědy a společnosti