Ретриангуляция Великобритании (1935–1962 гг.)

Введение

Геодезическая съемка Великобритании 1935–1962 гг.

Ретриангуляция Великобритании – это проект триангуляции, проводившийся с 1935 по 1962 год, направленный на повышение точности карт Великобритании. Данные, собранные в ходе ретриангуляции, заменили данные, полученные в ходе основной триангуляции Великобритании, которая выполнялась с 1783 по 1851 год. Работа была задумана как создание полностью новой сети геодезического контроля для всей страны и унификация картографирования Соединенного Королевства из местных проекций округов в единую национальную систему координат и систему отсчета. Завершение проекта привело к созданию системы координат ОСГБ36 и Национальной сетки Ordnance Survey, используемых и сегодня.

История и обзор

Ретриангуляция была начата в 1935 году генеральным директором Ординарного обследования генерал-майором Малкольмом МакЛеодом. Во время войны приоритеты TLD были сосредоточены на геодезических работах, связанных с военными нуждами, таких как строительство аэродромов и военных объектов, геодезические измерения и вычисления для позиций противовоздушной и береговой артиллерии, а также обследование площадок радиолокационных станций. Треть сотрудников Ординарного обследования были призваны на военную службу во время войны, а штаб-квартира в Саутгемптоне была разбомблена и сильно повреждена.

Первичная ретриангуляция и полевая работа по обследованию

Одним из первых шагов в ретриангуляции было принятие новой проекции для картографирования, при этом существующая проекция Кассини была заменена на Трансверсный Меркатор. Это предпочтение было отдано Ordnance Survey, поскольку использование проекции Кассини привело бы к угловому искажению почти в четыре угловые минуты при съемке. Ни одна проекция не может быть точной по масштабу на всей своей площади. В Трансверсном Меркаторе масштаб в любой точке увеличивается по мере удаления на восток или запад от центрального меридиана. Масштаб вдоль линии север-юг, проходящей через эту точку, остается постоянным. Истинное начало проекции находится на широте 49° северной широты, долготе 2° западной долготы. Было установлено условное начало, расположенное примерно в 170 километрах к западу от мыса Лизард, чтобы все координаты национальной сетки оставались положительными, так как вся страна находится восточнее и севернее этой точки. В этой системе центральный меридиан находится в 400 км к востоку. Масштаб на центральном меридиане должен быть равен 1. Однако, чтобы гарантировать, что ошибка масштаба будет незаметна на национальной карте у восточной и западной границ, было применено уменьшение масштаба в 1:2500. Это обеспечивает локальный коэффициент масштаба 0,9996 на центральном меридиане. Масштаб постоянно увеличивается с расстоянием от центрального меридиана, как на восток, так и на запад, достигая 1 на расстоянии 580 км к востоку и 220 км к западу. Он продолжает возрастать, достигая 1,0005 на восточной и западной границах.

Начало полевых работ по ретриангуляции

Первичная работа по триангуляции началась с разделения геодезических работ на блоки. Размер этих блоков определялся максимальным количеством наблюдений, которые можно было обработать при одновременной уравнивании по методу наименьших квадратов. Разведка пунктов триангуляции началась в 1935 году с использованием теодолитов «Тависток» для подтверждения взаимной видимости пунктов. Геодезические измерения триангуляции начались в апреле 1936 года, наблюдения проводились в темное время суток по электрическим маякам, изготовленным фирмой Cooke, Troughton & Simms. В равнинных районах страны, таких как Восточная Англия, использовались башни Бильби, разработанные Береговой геодезической службой США. С началом войны региональные отделения Орданс Сурвей в Бристоле, Тунбридж-Уэллсе, Лондоне и Эдинбурге были переведены на режим поддержания и обслуживания, с редкой деятельностью, связанной с военными геодезическими проектами. Такая ситуация сохранялась до 1944 года, когда штат был увеличен за счет возвращавшихся с военной службы специалистов. Вскоре после Второй мировой войны ВВС США провели повторную обработку всех триангуляций континентальной Европы для создания геодезической системы отсчета ED50, единой системы в универсальной поперечной проекции Меркатора. Инициатива «North Atlantic Tie» была направлена на создание геодезической связи между Северной Америкой и Европой путем измерения трилатерационной сети и определения положения европейских пунктов триангуляции относительно Североамериканской системы отсчета. С июля по сентябрь 1953 года ВВС США использовали систему HIRAN для измерения связи между тремя геодезическими пунктами в Норвегии и тремя на материковой части Шотландии и Шетландских островах. Это стало начальным этапом более масштабного проекта, соединившего геодезические работы в Норвегии, Исландии, Гренландии и Канаде. Сеть, связывающая Шотландию с Норвегией, состояла из пятнадцати измеренных линий: три между норвежскими пунктами, три между шотландскими и шетландскими пунктами и девять линий через Северное море. Наиболее неточная из отклоненных геодезических миссий отличалась от принятого значения на 0,0055 мили (29 футов), а среднее расхождение между отклоненным измерением и средним значением принятых измерений составляло 0,0013 мили (6 футов). Окончательные результаты и оценка были получены на основе наблюдений за наземными геодезическими позициями, включая пункты в Исландии и на Фарерских островах. Модернизация Котсуолдса была двухэтапным процессом. Первый этап заключался в обновлении старых карт для устранения искажений размеров и формы, приводя их в соответствие с новыми проекциями и опорными данными, полученными в результате повторной триангуляции. Кроме того, были пересмотрены и обновлены детали карт, многие из которых не обновлялись с момента пересмотра в 1891–1914 годах. Новые пункты триангуляции были включены в старые карты для дополнения местных деталей и соответствия точным координатам сетки. Испытания, проведенные в начале 1970-х годов, показали, что стандарт точности Котсуолдса (стандартная погрешность +2,5 метра) не был достигнут во всех районах. Было предложено два решения: полное повторное обследование или закрепление и добавление дополнительных опорных пунктов таким образом, чтобы восстановить точность модернизации при значительно меньших затратах. Сравнение затрат впоследствии привело к выводу, что в большинстве случаев повторное обследование было предпочтительнее.

The primary triangulation work commenced with the division of survey work into blocks. The size of these blocks was governed by the largest number of survey observations which could be computed in a simultaneous least squares adjustment. Reconnaissance of survey stations was commenced in 1935, using Tavistock theodolites to confirm the inter visibility of stations. Survey of the triangulation commenced in April 1936, with observations made during the hours of darkness to electric beacon lamps manufactured by Cooke, Troughton & Simms. In flat areas of the country, such as East Anglia, Bilby towers designed by the United States Coast and Geodetic Survey were used. At the outbreak of the war, the Ordnance Survey regional offices in Bristol, Tunbridge Wells, London, and Edinburgh were reduced to a care and maintenance basis, with only occasional activity connected to wartime survey projects. This was the situation until 1944, when an increase in staff levels was made by men returning from war service. Shortly after World War II, the US Air Force had carried out a readjustment of all the triangulations of continental Europe to produce a geodetic datum known as ED50, a single system on the Universal Transverse Mercator coordinate system. The North Atlantic Tie initiative aimed to create a geodetic link between North America and Europe, by measuring a trilateration network, and permitting the positioning of European triangulation stations relative to the North American Datum. From July to September 1953, the US Air Force used HIRAN to survey a link between three geodetic stations in Norway and three on the Scottish mainland and Shetland islands. This marked the initial phase of a larger project which connected surveys of Norway, Iceland, and Greenland to Canada. The network linking Scotland to Norway comprised fifteen measured lines: three among the Norwegian stations, three among the Scottish and Shetlandic stations, and nine lines across the North Sea. The most inaccurate of the rejected survey missions deviated from the accepted measure by 0.0055 miles (29 feet), and the average disparity between a rejected measure and the mean of the accepted measures was 0.0013 miles (6 feet). The final results and assessment were computed from observation of ground survey positions, including stations in both Iceland and the Faroe Islands. The Cotswolds Overhaul was a two stage process. The first stage required the old maps to be updated to eliminate distortions in size and shape, aligning them with the new projections and control from the retriangulation process. In addition, the map details, many of which had not been updated since the 1891–1914 revision, were reviewed and revised. The new triangulation stations were incorporated into the old maps to complement local details and align with accurate grid positions. Tests conducted in the early 1970s demonstrated that the Cotswold's accuracy standard (+2.5 metre standard error) had not been achieved across all areas. Two solutions emerged: a complete resurvey, or fixing and incorporating additional control in a way that restored the overhaul accuracy standard at a significantly lower cost. Cost comparisons later led to the conclusion that, in most circumstances, a resurvey was preferable.