Великое тригонометрическое исследование проводилось в Индии, оно представляет собой геодезическое исследование, продолжавшееся большую часть XIX века. Изначальным руководителем данного исследования являлся Уильям Ламбтон, далее его продолжил Джордж Эверест.
Рисунок 1. Великое тригонометрическое исследование Индии. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Данный проект дал в итоге множество существенных достижений. Наиболее значимыми среди них считаются следующие:
- демаркация британских территорий в Индии;
- замеры высоты горных вершин в Гималаях (включительно Джомолунгмы, Чогори, Канченджанги).
Отмечается, что великое тригонометрическое исследование (ВТИ) обладает огромным научным значением. В формате его проведения были осуществлены первые в истории максимально точные замеры длины дуги долготы и также вертикального отклонения.
История великого тригонометрического исследования
История ВТИ начинается с даты 10 апреля 1802 года. Изначально были выполнены измерения геодезического базиса вблизи Мадраса, контроль за которыми осуществлял майор Ламбтон, выбрав для этого плоские равнины. К северу от данных равнин расположился Холм св. Фомы, в южном направлении была отмечена возвышенность Перумбаук. Длина данной базисной линии составила 12,1 км.
Поиск наиболее подходящих точек на холмах в западной части контролировал лейтенант Катер. Главной целью такого поиска стала возможность поймать ракурс морского побережья у Тлашери. Подходящими оказались холмы Эзхимала и Тадиандамол. Расстояние между берегами при этом составляло 580 километров. Завершение исследования данной береговой линии было отмечено 1806 годом.
Согласно планам представителей «Британской Ост-Индской компании», полностью исследование должно было занять не более пяти лет, однако ожидания были не оправданы. Результат оказался непредсказуемым – исследование растянулось более чем на шестьдесят лет. Более того, оно продолжалось и после окончания срока правления Ост-Индской компании в Индии, отмеченных периодом 1757–1858.
Геодезистам, вопреки ожиданиям, не удалось провести триангуляцию территории Индии по всей площади. Вместо этого ими были созданы так называемые триангуляционные цепочки, которые были отмечены направлениями: север-юг и запад-восток. Что касается количества участвовавших в вышеуказанной экспедиции человек, то временами оно доходило до семисот.
Первоначальные измерения местоположения и высоты геодезического базисы делались с наибольшей точностью, возможной в те времена, поскольку точность всех последующих геодезических измерений критически зависела от них.
При расчетах применялись различные поправки, особенно на температуру. Особенно точно проверялась любая складчатость на плоских равнинах, где были точки, лежащие постоянно в тени и менее подверженные тепловому расширению.
Для достижения наибольшей точности, учитывались поправки на:
- отличия фигуры Земли от сферы;
- гравитационные аномалии: влияние притяжения горных массивов на маятник;
- атмосферную рефракцию;
- высоту над уровнем моря.
Программа тригонометрических исследований осуществлялась в Индии, благодаря появившейся в то время методике триангуляции. Так, в условиях равнинной местности (юг и центральная часть Индии) изначально триангуляция местности выполнялась с высокой точностью, для Северной Индии с преобладающей горной местностью подобный процесс сопровождался определенными трудностями.
Исследователи постепенно приближались к горной цепи Гималаев, при этом изначально опираясь на точные исходные данные триангуляции, полученные для равнинных областей Индии. Также они измерили углы и стороны исходных треугольников, которые примыкают друг к другу, и рассчитали их горизонтальные и вертикальные углы, задействовав теодолит (главный геодезический инструмент XIX века).
Исследователем удалось уверенно приступить к поиску наиболее высокой вершины мира только после покрытия всей подконтрольной Великобритании территории Индии триангуляционными измерениями.
Решение проблем триангуляции
Рисунок 2. Схема сети триангуляции в Южной Индии. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Большой проблемой в триангуляции XIX века являлся факт того, что Земля по своей форме представляла не идеальную форму шара (как полагалось ранее), а была близка к геоиду (сплюснутому эллипсоиду). Данный факт приводил к появлению ощутимых погрешностей в измерении углов триангуляционных треугольников. При этом, произвести максимально правильный расчет углов на эллипсоидной поверхности оказывалось достаточно непросто, а зачастую - практически невозможно.
Программа ВТИ официально стартовала в 1802 году, когда Уильям Лэмбтон выполнил измерение первой базовой триангуляционной линии, чья длина составляла 12 км. Следующие три года геодезисты занимались измерениями общей триангуляционной линии (ее длина составила 580 км), проходящей между Западным и Восточным побережьями Индии.
Только после завершения работ по данному измерению исследователи стали продвигаться в северном направлении. То, что проект затянулся на 60 лет, объясняется определенными препятствиями, с которыми исследователи столкнулись в момент проведения тригонометрических вычислений в Гималаях, а также – практически нулевым его финансированием.
Лэмбтон продолжил возглавлять программу вплоть до 1819 года, а спустя 4 года ее курированием занялся Дж. Эверест, привлекая в него новые интересные идеи:
- В целях измерения местности теодолитом иногда при установке прибора исследовательской экспедиции приходилось возводить специальные каменные башни.
- Ученым периодически приходилось работать в сложных погодных условиях, как например, в туман. Из-за этого измерения производились в ночное время суток с привлечением массивных корабельных фонарей.
Дж. Эверест завершил работу над проектом в 1843 году, передав «эстафету» Эндрю Вогу. Именно под его руководством геодезистам удалось выйти к подножию горных вершин, превышающих 8 тысяч км. Согласно итогам исследований, Канченджанга оказалась наиболее высокой из обнаруженных на то время вершин мира.
При этом геодезисты не забывали о неточности собственных измерений. Более того, к математическим погрешностям вычислений присоединялись погрешности, образующийся за счет факторов преломления света, а также температуры и кривизны Земли.
