stringtranslate.com

История долготы

Памятники определения международной долготы в обсерватории Шешань , Шанхай

История долготы описывает многовековые усилия астрономов, картографов и мореплавателей по поиску способов определения долготы любого места на Земле. Измерение долготы важно как для картографии , так и для навигации . В частности, для безопасной навигации в океане требуется знание как широты , так и долготы, однако широту можно определить с хорошей точностью с помощью местных астрономических наблюдений.

Чтобы найти точный и практичный метод определения долготы, потребовались столетия исследований и изобретений величайших ученых и инженеров. Определение долготы относительно меридиана через какое-то фиксированное место требует, чтобы наблюдения были привязаны к шкале времени, одинаковой в обоих местах, поэтому проблема долготы сводится к поиску способа координации часов в удаленных местах. Ранние подходы использовали астрономические события, которые можно было предсказать с большой точностью, такие как затмения, и строительные часы, известные как хронометры , которые могли показывать время с достаточной точностью, даже когда их транспортировали на большие расстояния на корабле. Более поздние методы использовали телеграф , а затем радио для синхронизации часов. Сегодня проблема долготы решена с точностью до сантиметра с помощью спутниковой навигации .

Долгота перед телескопом

Эратосфен в III веке до нашей эры впервые предложил систему широты и долготы для карты мира. Его главный меридиан (линия долготы) проходил через Александрию и Родос , в то время как его параллели (линии широты) не располагались равномерно, а проходили через известные места, часто за счет того, что они были прямыми линиями. [1] Ко II веку до нашей эры Гиппарх использовал систематическую систему координат, основанную на делении круга на 360°, чтобы однозначно определять места на Земле. [2] : 31  Таким образом, долготы могут быть выражены в градусах к востоку или западу от главного меридиана, как это делается сегодня (хотя основной меридиан другой). Он также предложил метод определения долготы путем сравнения местного времени лунного затмения в двух разных местах, чтобы получить разницу в долготе между ними. [2] : 11  Этот метод не был очень точным, учитывая ограничения доступных часов, и его применяли редко – возможно, только один раз, используя затмение Арбелы 330 г. до н.э. [3] Но метод верный, и это первое признание того, что долгота может быть определена путем точного знания времени.

Карта Средиземноморья Птолемея, наложенная на современную карту, с Гринвичем в качестве эталонной долготы.

Птолемей во II веке нашей эры основывал свою картографическую систему на расчетных расстояниях и направлениях, сообщаемых путешественниками. До этого на всех картах использовалась прямоугольная сетка с широтой и долготой в виде прямых линий, пересекающихся под прямым углом. [4] : 543  [5] : 90  Для больших территорий это приводит к недопустимым искажениям, и для своей карты обитаемого мира Птолемей использовал проекции (если пользоваться современным термином) с изогнутыми параллелями, что уменьшало искажения. Никаких карт (или рукописей его работ) старше 13 века не существует, но в своей «Географии» он дал подробные инструкции, а также координаты широты и долготы сотен мест, которых достаточно для воссоздания карт. Хотя система Птолемея хорошо обоснована, фактические используемые данные имеют очень разное качество, что приводит к множеству неточностей и искажений. [6] [4] : 551–553  [7] Помимо трудностей в оценке прямолинейных расстояний и направлений, наиболее важной из них является систематическое завышение различий в долготе. Таким образом, согласно таблицам Птолемея, разница в долготе между Гибралтаром и Сидоном составляет 59 ° 40'0' по сравнению с современным значением 40 ° 23'0', что примерно на 48% больше. Руссо (2013) проанализировал эти несоответствия и пришел к выводу, что большая часть ошибок возникает из-за недооценки Птолемеем размера Земли по сравнению с более точной оценкой Эратосфена – эквивалентной 500 стадиям в градусе, а не 700. Учитывая трудности с астрономическими измерениями долготы в классические времена, большинство, если не все значения Птолемея были получены из измерений расстояния и преобразованы в долготу с использованием значения 500. [8]

Древние индуистские астрономы знали метод определения долготы по лунным затмениям, предполагая, что Земля имеет сферическую форму. Этот метод описан в Сурья Сиддханте , санскритском трактате по индийской астрономии, датируемом концом 4-го или началом 5-го века нашей эры. [9] Долготы относились к нулевому меридиану, проходящему через Аванти, современный Удджайн . Положения относительно этого меридиана выражались в единицах длины или разницы во времени, но в Индии в то время градусы не использовались. Неизвестно, был ли этот метод реализован на практике.

Исламские ученые знали работы Птолемея, по крайней мере, с 9 века нашей эры, когда был сделан первый перевод его «Географии» на арабский язык. Его пользовались большим уважением, хотя его ошибки были известны. [10] Одним из их разработок было добавление дополнительных мест в географические таблицы Птолемея с указанием широты и долготы, а в некоторых случаях повышение точности. [11] Методы, использованные для определения большей части долгот, не приводятся, но в некоторых отчетах приводятся подробности. Одновременные наблюдения двух лунных затмений в двух местах были зафиксированы аль-Баттани в 901 году, сравнивая Антакью с Раккой , определив разницу в долготе между двумя городами с ошибкой менее 1°. Это считается лучшим, чего можно было достичь с помощью доступных на тот момент методов - наблюдения затмения невооруженным глазом и определения местного времени с помощью астролябии для измерения высоты подходящей «часовой звезды». [12] [13] Аль-Бируни в начале 11 века нашей эры также использовал данные о затмениях, но разработал альтернативный метод, включающий раннюю форму триангуляции. Для двух мест, различающихся как по долготе, так и по широте, если известны широты и расстояние между ними, а также размеры Земли, можно вычислить разницу по долготе. С помощью этого метода аль-Бируни оценил разницу долгот между Багдадом и Газни, используя оценки расстояний, полученные путешественниками по двум разным маршрутам (и с несколько произвольной поправкой на кривизну дорог). Его результат по разнице долгот между двумя городами отличается примерно на 1 ° от современного значения. [14] Мерсье (1992) отмечает, что это существенное улучшение по сравнению с Птолемеем, и что сопоставимое дальнейшее улучшение точности не произойдет до 17 века в Европе. [14] : 188 

В то время как знания о Птолемее (и в целом о греческой науке и философии) росли в исламском мире, в Европе они уменьшались. Резюме Джона Киртланда Райта (1925) мрачно: «Мы можем обойти математическую географию христианского периода [в Европе] до 1100 года; никаких открытий не было сделано, как и не было никаких попыток применить результаты более древних открытий... ...Птолемей был забыт, а труды арабов в этой области были еще неизвестны». [15] : 65  Не все было потеряно или забыто; Беда в своем «De natura rerum» утверждает шарообразность Земли. Но его аргументы — это аргументы Аристотеля , взятые у Плиния . Беде не добавляет ничего оригинального. [16] [17]

Более примечательно относится к периоду позднего средневековья. Райт (1923) приводит описание Уолчера из Малверна лунного затмения в Италии (19 октября 1094 г.), которое произошло незадолго до рассвета. По возвращении в Англию он сравнил записи с другими монахами, чтобы установить время их наблюдения, которое было до полуночи. Сравнение было слишком случайным, чтобы можно было измерить разницу в долготе, но отчет показывает, что принцип все еще понимался. [18] : 81  В XII веке для ряда европейских городов были составлены астрономические таблицы на основе работы аз-Заркали в Толедо . Их необходимо было адаптировать к меридиану каждого города, и зафиксировано, что лунное затмение 12 сентября 1178 года было использовано для установления разницы в долготе между Толедо, Марселем и Херефордом . [18] : 85  В таблицы Герефорда также добавлен список из более чем 70 мест, многие из которых находятся в исламском мире, с указанием их долготы и широты. Они представляют собой значительное улучшение по сравнению с аналогичными таблицами Птолемея. Например, долготы Сеуты и Тира даны как 8° и 57° (восточнее меридиана Канарских островов), разница 49° по сравнению с современным значением 40,5°, завышение менее чем на 20%. . [18] : 87–88  В целом, период позднего средневековья демонстрировал растущий интерес к географии и готовность проводить наблюдения, стимулированные увеличением количества путешествий (включая паломничество и крестовые походы ), а также наличием исламских источников из Испании и Северной Америки. Африка [19] [20] В конце средневекового периода работа Птолемея стала доступна напрямую благодаря переводам, сделанным во Флоренции в конце 14-го и начале 15-го века. [21]

XV и XVI века были временем португальских и испанских путешествий, совершавших открытия и завоевания . В частности, прибытие европейцев в Новый Свет поставило вопросы о том, где они на самом деле находились. Христофор Колумб предпринял две попытки определить свою долготу, наблюдая лунные затмения. Первый был на острове Саона , ныне находящемся в Доминиканской Республике , во время его второго путешествия. Он писал: «В 1494 году, когда я был на острове Саона, который стоит на восточной оконечности острова Эспаньола [т. е. Эспаньола ], 14 сентября произошло лунное затмение, и мы заметили, что разница была более чем пять с половиной часов между [Саоной] и мысом Сан-Винсенте в Португалии». [22] Он не смог сравнить свои наблюдения с наблюдениями в Европе, и предполагается, что для справки он использовал астрономические таблицы. Вторая попытка была совершена на северном побережье Ямайки 29 февраля 1504 года во время его четвертого путешествия. Его результаты были очень неточными: ошибки по долготе составляли 13 и 38° з.д. соответственно. [23] Рэндлс (1985) документирует измерения долготы португальцами и испанцами между 1514 и 1627 годами как в Америке, так и в Азии, с ошибками в диапазоне от 2° до 25°. [24]

Телескопы и часы

Дуга фрески Джона Флемстида . Телескоп был установлен на раме радиусом около 2 метров. Он был прикреплен к стене, выровненной по меридиану. Имелись стойки и микрометр, которые не показаны. [25]

В 1608 году правительству Нидерландов был подан патент на телескоп-рефрактор. Идею подхватил, среди прочих, Галилей , который в следующем году сделал свой первый телескоп и начал серию астрономических открытий, включавших спутники Юпитера, фазы Венеры и разделение Млечного Пути на отдельные звезды. За следующие полвека усовершенствования оптики и использование калиброванных креплений, оптических решеток и микрометров для регулировки положения превратили телескоп из прибора наблюдения в точный измерительный инструмент. [26] [27] [28] [29] Это также значительно увеличило диапазон событий, которые можно было наблюдать для определения долготы.

Вторым важным техническим достижением для определения долготы стали маятниковые часы , запатентованные Христианом Гюйгенсом в 1657 году . день. [31] С самого начала Гюйгенс намеревался использовать свои часы для определения долготы на море. [32] [33] Однако маятниковые часы недостаточно хорошо переносили движение корабля, и после серии испытаний был сделан вывод, что потребуются другие подходы. Будущее маятниковых часов будет на суше. Вместе с телескопическими инструментами они произведут революцию в наблюдательной астрономии и картографии в ближайшие годы. [34] Гюйгенс также был первым, кто использовал балансовую пружину в качестве генератора в рабочих часах, и это позволило создать точные портативные часы. Но только благодаря работе Джона Харрисона такие часы стали достаточно точными, чтобы их можно было использовать в качестве морских хронометров . [35]

Методы определения долготы

Относительная долгота позиции (например, по Гринвичу ) может быть рассчитана с учетом положения Солнца и эталонного времени (например, UTC /GMT).

Развитие телескопа и точных часов расширило диапазон методов, которые можно было использовать для определения долготы. За одним исключением ( магнитное склонение ), все они основаны на общем принципе, который заключался в определении абсолютного времени по событию или измерению и сравнении соответствующего местного времени в двух разных местах. (Под абсолютным здесь понимается время, одинаковое для наблюдателя в любой точке Земли.) Каждый час разницы местного времени соответствует изменению долготы на 15 градусов (360 градусов разделить на 24 часа).

Транзитный инструмент 1793 года.

Местный полдень определяется как время, когда Солнце находится в самой высокой точке неба. Это трудно определить напрямую, поскольку в полдень видимое движение Солнца почти горизонтально. Обычный подход заключался в том, чтобы взять среднюю точку между двумя моментами, когда Солнце находилось на одной и той же высоте. При беспрепятственном горизонте можно использовать среднюю точку между восходом и заходом солнца. [36] Ночью местное время можно было получить по кажущемуся вращению звезд вокруг небесного полюса, либо измеряя высоту подходящей звезды с помощью секстанта , либо пройдя звезду через меридиан с помощью транзитного инструмента. [37]

Для определения меры абсолютного времени продолжали использовать лунные затмения. Другие предложенные методы включали:

Лунные расстояния

Лунное расстояние — это угол между подходящей звездой и Луной. Пунктирные линии показывают расстояния между Альдебараном и Луной с интервалом в 5 часов. Луна не в масштабе.

Это самое раннее предложение, впервые выдвинутое в письме Америго Веспуччи со ссылкой на наблюдения, сделанные им в 1499 году. [38] [39] Метод был опубликован Йоханнесом Вернером в 1514 году [40] и подробно обсуждался Петром Апианом в 1524 году. [41] Метод зависит от движения Луны относительно «неподвижных» звезд, которое совершает оборот на 360° в среднем за 27,3 дня (лунный месяц), что дает наблюдаемое движение чуть более 0,5°// . час. Таким образом, требуется точное измерение угла, поскольку разница в 2 угловых минуты (1/30°) угла между Луной и выбранной звездой соответствует разнице долготы в 1°,0': 60 морских миль (110 км) на экваторе. [42] Метод также требовал точных таблиц, которые было сложно построить, поскольку они должны были учитывать параллакс и различные источники неравномерностей на орбите Луны. Ни измерительные инструменты, ни астрономические таблицы в начале 16 века не были достаточно точными. Попытка Веспуччи использовать этот метод поместила его на 82° к западу от Кадиса , хотя на самом деле он находился менее чем в 40° к западу от Кадиса, на северном побережье Бразилии. [38]

Спутники Юпитера

Галилей открыл четыре самых ярких спутника Юпитера, Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто в 1610 году. Определив периоды их обращения, он в 1612 году предположил, что при достаточно точном знании их орбит можно использовать их положения в качестве универсальных часов, что позволило бы сделать возможно определение долготы. Галилей подал заявку на получение выгодной испанской премии за решение проблемы долготы в 1616 году. Время от времени он работал над этой проблемой, но не смог убедить испанский двор. Позже он подал заявку в Голландию на получение награды, но к тому времени его судила римская инквизиция за ересь и приговорила к домашнему аресту на всю оставшуюся жизнь. [43] : 15–16 

Латунный телескоп, прикрепленный к прямоугольным очкам, соединенным с подсвечником, и несколько замысловатых прицелов, через которые можно наблюдать.
Целатон Галилея (реплика 2013 г.)

Метод Галилея требовал телескопа, поскольку спутники не видны невооруженным глазом. Для использования в морской навигации Галилей предложил целатон — устройство в виде шлема с телескопом, установленным так, чтобы приспосабливаться к движению наблюдателя на корабле. [44] Позже это было заменено идеей пары вложенных друг в друга полусферических оболочек, разделенных масляной ванной. Это создаст платформу, которая позволит наблюдателю оставаться неподвижным, пока корабль катится под ним, наподобие платформы на шарнире . Чтобы обеспечить определение времени по наблюдаемым положениям лун, было предложено джовилабе ; это был аналоговый компьютер, рассчитывавший время по позициям и получивший свое название из-за сходства с астролябией . [45] Практические проблемы были серьезными, и этот метод никогда не использовался в море.

На суше этот метод оказался полезным и точным. В 1668 году Джованни Доменико Кассини опубликовал подробные таблицы спутников Юпитера. [43] : 21  Первым использованием было измерение долготы места бывшей обсерватории Тихо Браге на острове Хвен . Жан Пикард на спутниках Вена и Кассини в Париже проводил наблюдения в 1671 и 1672 годах и получил значение 42 минуты 10 секунд (времени) к востоку от Парижа, что соответствует 10 ° 32 '30 дюйма, примерно 12 угловым минутам (1/5 °). ) выше современного значения [46] .

Спутники Юпитера предоставили информацию о времени для проекта Французской академии наук по исследованию Франции, в результате которого в 1744 году была создана новая карта, которая показала, что береговая линия находится значительно дальше на восток, чем на предыдущих картах. [47] ( см. § «Инициативы правительства» ниже. )

Апульсы и затемнения

Два предложенных метода зависят от относительных движений Луны и звезды или планеты. Аппульс — это наименьшее видимое расстояние между двумя объектами. Затмение происходит, когда звезда или планета проходит за Луной — по сути, это разновидность затмения . Время любого из этих событий можно использовать в качестве меры абсолютного времени так же, как и в случае лунного затмения. Эдмонд Галлей описал использование этого метода для определения долготы Баласора в Индии, используя наблюдения за звездой Альдебаран («Бычий глаз», самая яркая звезда в созвездии Тельца ) в 1680 году с ошибкой чуть более половины. степень. [48] ​​Он опубликовал более подробное описание метода в 1717 году. [49] Определение долготы с использованием покрытия планеты Юпитер было описано Джеймсом Паундом в 1714 году. [50] Транзит Венеры в 1769 году предоставил возможность определение точной долготы более чем 100 морских портов по всему миру. [43] : 73 

Хронометры

Первой, кто предложил путешествовать с часами для определения долготы, в 1530 году была Джемма Фризиус , врач, математик, картограф, философ и изготовитель инструментов из Нидерландов. Часы будут установлены на местное время начальной точки, долгота которой известна, а долгота любого другого места может быть определена путем сравнения местного времени со временем часов: [51] существует четырехминутная разница между местным временем и временем на часах. наблюдался полдень и полдень для каждого градуса долготы к востоку или западу от начального меридиана. [52] : 259  Хотя этот метод математически обоснован и частично стимулирован недавним улучшением точности механических часов, он по-прежнему требует гораздо более точного измерения времени, чем это было доступно во времена Фризиуса. Термин « хронометр» не использовался до следующего столетия; [53] Прошло более двух столетий, прежде чем этот метод стал стандартным методом определения долготы на море. [54]

Магнитное склонение

Этот метод основан на наблюдении, что стрелка компаса обычно не указывает точно на север. Угол между истинным севером и направлением стрелки компаса (магнитный север) называется магнитным склонением или вариацией, и его значение варьируется от места к месту. Некоторые авторы предположили, что величину магнитного склонения можно использовать для определения долготы. Меркатор предположил, что северный магнитный полюс представляет собой остров на долготе Азорских островов, где магнитное склонение было в это время близко к нулю. Эти идеи были поддержаны Мишелем Куанье в его Морской инструкции . [52]

Галлей провел обширные исследования магнитного отклонения во время своих путешествий на розовом «Парамуре» . Он опубликовал первую карту, показывающую изогонические линии – линии равного магнитного склонения – в 1701 году. [55] Одной из целей карты было помочь в определении долготы, но этот метод в конечном итоге потерпел неудачу, поскольку изменения магнитного склонения с течением времени оказались доказанными. слишком велик и слишком ненадежен, чтобы служить основой для навигации.

Земля и море

Современная контурная карта (синяя), наложенная на карту мира Германа Молля 1719 года. Южная часть Южной Америки находится слишком далеко на западе на карте Молла, но западное побережье Америки обычно находится в пределах 3° долготы.

Измерения долготы на суше и на море дополняли друг друга. Как отмечал в 1717 году Эдмон Галлей: «Но поскольку нет необходимости спрашивать, на какой именно долготе находится корабль, то, когда еще неизвестна координата порта, в который он направляется, хотелось бы, чтобы князья земли сделать так, чтобы в портах и ​​на главных мысах их владений, каждый за свою, проводились такие наблюдения, которые могли бы раз и навсегда точно установить границы суши и моря». [49] Но определения долготы на суше и на море развивались не параллельно.

На суше в период от развития телескопов и маятниковых часов до середины XVIII века наблюдался устойчивый рост числа мест, долгота которых определялась с достаточной точностью, часто с ошибками менее градуса и почти всегда в пределах 2–3°. К 1720-м годам ошибки постоянно составляли менее 1°. [56]

На море в тот же период ситуация была совсем иной. Две проблемы оказались неразрешимыми. Во-первых, потребность в немедленных результатах. На суше астроном, скажем, из Кембриджа, штат Массачусетс, мог дождаться следующего лунного затмения, которое будет видно и в Кембридже, и в Лондоне; установите маятниковые часы на местное время за несколько дней до затмения; время событий затмения; отправьте детали через Атлантику и подождите недели или месяцы, чтобы сравнить результаты с лондонским коллегой, сделавшим аналогичные наблюдения; вычислить долготу Кембриджа; затем отправьте результаты для публикации, что может произойти через год или два после затмения. [57] А если в Кембридже или Лондоне не было видимости из-за облаков, ждите следующего затмения. Морскому штурману нужны были результаты как можно быстрее. Второй проблемой была морская среда. Проводить точные наблюдения при волнах океана гораздо сложнее, чем на суше, и маятниковые часы в таких условиях работают плохо. Таким образом, долготу на море можно было оценить только по методу точного счисления (DR) – используя оценки скорости и курса по известной стартовой позиции – в то время, когда определение долготы на суше становилось все более точным.

Чтобы компенсировать неуверенность в долготе, мореплаватели иногда полагались на свои точные знания широты. Они доплывут до широты пункта назначения, а затем плывут к нему по линии постоянной широты, известной как движение на запад (если направление на запад, то на восток в противном случае). [58] Однако линия широты обычно была медленнее, чем самый прямой или наиболее благоприятный маршрут, что продлевало путешествие на дни или недели и увеличивало риск нехватки пайков, цинги и голода. [59]

Знаменитая ошибка определения долготы произошла в апреле 1741 года. Джордж Энсон , командующий HMS  Centurion , обогнул мыс Горн с востока на запад. Считая, что миновал мыс, он повернул на север, но вскоре обнаружил, что направляется прямо к суше. Особенно сильное восточное течение занесло его далеко к востоку от его позиции счисления пути, и ему пришлось возобновить свой курс на запад на несколько дней. Наконец миновав мыс Горн, он направился на север, к островам Хуана Фернандеса, чтобы запастись припасами для своей команды, многие из которых были больны цингой. Достигнув широты Хуана Фернандеса, он не знал, находятся ли острова на востоке или на западе, и провел 10 дней, плывя сначала на восток, а затем на запад, прежде чем наконец достичь островов. За это время более половины корабельной команды умерло от цинги. [35] [60]

Правительственные инициативы

В ответ на проблемы мореплавания ряд европейских морских держав предложили премии за метод определения долготы на море. Филипп II Испанский был первым, предложившим награду за решение проблемы в 1567 году; его сын, Филипп III , увеличил награду в 1598 году до 6000 золотых дукатов плюс постоянную пенсию в 2000 золотых дукатов в год. [43] : 15  Голландия предлагала 30 000 флоринов в начале 17 века. Ни одна из этих премий не привела к решению проблемы [61] : 9  , хотя Галилей подал заявку на обе. [43] : 16 

Карта Франции, представленная Академии в 1684 году, показывающая контур предыдущей карты (Сансон, светлый контур) по сравнению с новым обзором (более жирный, заштрихованный контур).

Во второй половине 17 века были основаны официальные обсерватории в Париже и Лондоне. Парижская обсерватория была основана в 1667 году под эгидой Французской академии наук. Здание обсерватории к югу от Парижа было завершено в 1672 году. [62] Среди первых астрономов были Жан Пикард , Христиан Гюйгенс и Доминик Кассини . [63] : 165–177  Он не предназначался для какого-либо конкретного проекта, но вскоре был задействован в исследовании Франции, которое привело (после многих задержек из-за войн и несимпатичных министерств) к созданию первой карты Франции, составленной Академией в 1744 году. использовал комбинацию триангуляции и астрономических наблюдений, при этом спутники Юпитера использовались для определения долготы. К 1684 году было получено достаточно данных, чтобы показать, что предыдущие карты Франции имели серьезную ошибку по долготе, показывая Атлантическое побережье слишком далеко на западе. На самом деле Франция оказалась значительно меньше, чем считалось ранее. [64] [65] ( Людовик XIV заметил, что они отобрали у Франции больше территории, чем он получил за все свои войны.)

Королевская обсерватория в Гринвиче к востоку от Лондона, основанная в 1675 году, через несколько лет после Парижской обсерватории, была создана специально для решения проблемы долготы. [66] Джону Флемстиду , первому королевскому астроному, было поручено «приложиться с предельной тщательностью и усердием к исправлению таблиц движения неба и положений неподвижных звезд, чтобы выяснить так... долгожданная долгота мест для совершенствования искусства мореплавания». [67] : 268  [29] Первоначальная работа заключалась в каталогизации звезд и их положения, и Флемстид создал каталог из 3310 звезд, который лег в основу будущих работ. [67] : 277 

Хотя каталог Флемстида был важен, сам по себе он не предлагал решения. В 1714 году британский парламент принял « Акт о предоставлении публичной награды такому лицу или лицам, которые откроют долготу в море » ( 13 Ann. C. 14) и учредил совет для управления этой наградой. Выплата зависела от точности метода: от 10 000 фунтов стерлингов (что эквивалентно 1 826 000 фунтов стерлингов в 2023 году) [68] за точность в пределах одного градуса долготы (60 морских миль (110 км) по экватору) до 20 000 фунтов стерлингов (что эквивалентно £3 652 000 в 2023 году) [68] с точностью до полградуса. [61] : 9 

Эта премия со временем привела к двум действенным решениям. Первым были лунные расстояния, требовавшие тщательных наблюдений, точных таблиц и довольно длительных расчетов. Тобиас Майер составил таблицы на основе своих собственных наблюдений за Луной и представил их Совету в 1755 году. Было обнаружено, что эти наблюдения дают требуемую точность, хотя требуемые длительные расчеты (до четырех часов) были препятствием для повседневного использования. . Вдова Майера в свое время получила награду от Совета. [69] Невил Маскелин , недавно назначенный Королевский астроном , который входил в Совет по долготе, начал с таблиц Майера и после своих собственных экспериментов на море, проверяя метод лунного расстояния, предложил ежегодную публикацию заранее рассчитанных предсказаний лунного расстояния в официальном издании. морской альманах для определения долготы на море. С большим энтузиазмом относясь к методу лунного расстояния, Маскелин и его команда компьютеров лихорадочно работали в течение 1766 года, подготавливая таблицы для нового Морского альманаха и Астрономических эфемерид. Впервые опубликованный с данными за 1767 год, он включал ежедневные таблицы положений Солнца, Луны и планет и другие астрономические данные, а также таблицы лунных расстояний, дающие расстояние Луны от Солнца и девяти звезд, подходящих для лунные наблюдения (десять звезд за первые несколько лет). [70] [71] [72] Эта публикация позже стала стандартным альманахом для моряков во всем мире. Поскольку он был основан на Королевской обсерватории, он помог столетие спустя принять международный стандарт Гринвичского меридиана в качестве международного стандарта.

Хронометр Джереми Такера

Вторым методом было использование хронометра . Многие, в том числе Исаак Ньютон , пессимистично верили в возможность создания часов необходимой точности. Земля поворачивается на один градус долготы за четыре минуты [73] , поэтому максимально допустимая погрешность измерения времени составляет несколько секунд в день. В то время не было часов, которые могли бы приблизиться к такой точности в условиях движущегося корабля. Джон Харрисон , плотник и часовщик из Йоркшира, потратил более трех десятилетий, чтобы доказать, что это возможно. [61] : 14–27 

Харрисон построил пять хронометров, два из которых прошли испытания в море. Его первый, H-1, был отправлен Адмиралтейством на предварительные испытания , в рейс в Лиссабон и обратно. Он потерял значительное время на обратном пути, но отлично показал себя на обратном пути, который не был частью официальных испытаний. Перфекционист в Харрисоне не позволил ему отправить его в официальный испытательный рейс Совета долготы в Вест-Индию (и в любом случае он был сочтен слишком большим и непрактичным для служебного использования). Вместо этого он приступил к строительству H-2 , за которым сразу же последовал H-3. Во время строительства H-3 Харрисон понял, что потеря времени H -1 во время плавания из Лиссабона произошла из-за того, что механизм терял время всякий раз, когда корабль приближался к Ла-Маншу. Вдохновленный этим осознанием, Харрисон создал H-4 с совершенно другим механизмом. Ходовые испытания Н-4 в 1762 году удовлетворяли всем требованиям для получения премии «Долгота». Однако правление удержало приз, и Харрисон был вынужден бороться за свою награду, наконец получив выплату в 1773 году после вмешательства парламента. [61] : 26 

Французы также очень интересовались проблемой долготы, и Французская академия рассматривала предложения и предлагала денежные премии, особенно после 1748 года. [74] : 160  Первоначально среди экспертов доминировал астроном Пьер Буге , который был против идеи хронометры, но после его смерти в 1758 г. рассматривались как астрономические, так и механические подходы. Доминировали два часовщика: Фердинанд Берту и Пьер Ле Руа . Между 1767 и 1772 годами состоялись четыре ходовых испытания, в ходе которых оценивались лунные расстояния, а также различные хронометристы. Результаты обоих подходов постепенно улучшались по мере продолжения испытаний, и оба метода были признаны пригодными для использования в навигации. [74] : 163–174. 

Лунные расстояния в сравнении с хронометрами

Хотя было доказано, что и хронометры, и лунные расстояния являются практическими методами определения долготы, прошло некоторое время, прежде чем оба из них стали широко использоваться. В первые годы хронометры были очень дорогими, а расчеты лунных расстояний все еще были сложными и трудоемкими, несмотря на работу Маскелина по их упрощению. Оба метода первоначально использовались преимущественно в специализированных научных и исследовательских рейсах. По данным корабельных журналов и мореходных руководств, лунные расстояния начали использоваться обычными мореплавателями в 1780-х годах, а получили распространение после 1790 года. [75]

Хотя хронометры могут справиться с условиями корабля в море, они могут быть уязвимы к более суровым внешним условиям наземных исследований и съемок, например, на северо-западе Америки, а лунные расстояния были основным методом, используемым геодезистами, такими как в роли Дэвида Томпсона . [76] В период с января по май 1793 года он провел 34 наблюдения в Камберленд-Хаусе, Саскачеван , получив среднее значение 102°12' з.д., примерно на 2' (2,2 км) к востоку от современного значения. [77] На расчет каждого из 34 наблюдений потребовалось бы около 3 часов. Эти расчеты лунного расстояния стали существенно проще в 1805 году, когда Йозеф де Мендоса-и-Риос опубликовал таблицы с использованием формулы Хаверсина . [78]

Преимущество использования хронометров заключалось в том, что, хотя для установления местного времени по-прежнему требовались астрономические наблюдения, наблюдения были проще и менее требовательны к точности. После того как было установлено местное время и внесены все необходимые поправки во время хронометра, расчет долготы стал простым. Современное руководство по этому методу было опубликовано Уильямом Уэльсом в 1794 году. [79] Недостаток стоимости постепенно стал уменьшаться по мере того, как хронометры начали производиться в больших количествах. Используемые хронометры не были хронометрами Харрисона. Другие производители, такие как Томас Эрншоу , разработавший пружинный стопорный спусковой механизм [80] , упростили конструкцию и производство хронометра. С 1800 по 1850 год, когда хронометры стали более доступными и надежными, они все больше вытесняли метод лунного расстояния.

Карта 1814 года, показывающая часть Южной Австралии, включая Порт-Линкольн. На основе исследования Флиндерса 1801–1802 гг.

Хронометры необходимо было периодически проверять и переустанавливать. В коротких путешествиях между местами известной долготы это не было проблемой. Для более длительных путешествий, особенно для обследований и исследований, астрономические методы продолжали оставаться важными. Примером того, как хронометры и лунеры дополняли друг друга в геодезических работах, является кругосветное плавание Мэтью Флиндерса над Австралией в 1801–1803 годах. Обследуя южное побережье, Флиндерс начал с залива Кинг-Джордж , места, известного по предыдущим исследованиям Джорджа Ванкувера . Он двинулся вдоль южного побережья, используя хронометры для определения долготы объектов на своем пути. Прибыв в залив, который он назвал Порт-Линкольн , он устроил береговую обсерваторию и определил долготу по тридцати наборам лунных расстояний. Затем он определил ошибку хронометра и пересчитал все долготы промежуточных мест. [81]

Корабли часто имели более одного хронометра. Два из них обеспечат двойную модульную избыточность , позволяя выполнять резервное копирование, если один из них перестанет работать, но не допуская исправления ошибок , если оба отображают разное время, поскольку было бы невозможно узнать, какое из них неверно: полученное обнаружение ошибок было бы то же самое, что иметь только один хронометр и периодически проверять его: каждый день в полдень против точного счисления . Три хронометра обеспечивали тройную модульную избыточность , позволяя исправлять ошибки , если один из трех был неправ, поэтому пилот брал среднее из двух с более близкими показаниями (голосование средней точности). Это послужило основой для пословицы: «Никогда не выходи в море с двумя хронометрами; бери один или три». [82] Некоторые суда имели более трех хронометров – например, HMS Beagle имел 22 хронометра . [83]

К 1850 году подавляющее большинство океанских мореплавателей во всем мире отказались от метода определения лунных расстояний. Тем не менее, опытные мореплаватели продолжали изучать Луну даже в 1905 году, хотя для большинства это было всего лишь упражнение по учебнику, необходимое для получения определенных лицензий. Литтлхейлс отмечал в 1909 году: «Таблицы лунных расстояний были исключены из « Connaissance des Temps» за 1905 год после того, как они сохраняли свое место во французских официальных эфемеридах в течение 131 года; и из британского Морского альманаха за 1907 год, после того как они были представлены ежегодно, начиная с 1767 года, когда были опубликованы таблицы Маскелина». [84]

Землеустройство и телеграфия

В наземных съемках по-прежнему использовалась смесь триангуляции и астрономических методов, к которым добавилось использование хронометров, когда они стали легкодоступными. О раннем использовании хронометров при землемерии сообщил Симеон Борден в своем исследовании Массачусетса в 1846 году. Проверив значение Натаниэля Боудича для долготы Государственного дома в Бостоне, он определил долготу Первой конгрегационалистской церкви в Питтсфилде , транспортируя 38 хронометров на 13 экскурсиях между двумя локациями. [85] Хронометры также перевозились на гораздо большие расстояния. Например, Служба береговой службы США организовала экспедиции в 1849 и 1855 годах, в ходе которых между Ливерпулем и Бостоном было отправлено в общей сложности более 200 хронометров не для навигации, а для получения более точного определения долготы обсерватории в Кембридже, штат Массачусетс. и, таким образом, привязать Обзор США к Гринвичскому меридиану. [86] : 5 

Первые рабочие телеграфы были созданы в Великобритании Уитстоном и Куком в 1839 году, а в США Морзе в 1844 году. Идея использования телеграфа для передачи сигнала времени для определения долготы была предложена Морсу в 1837 году Франсуа Араго [87] . ] и первое испытание этой идеи было проведено капитаном ВМС США Уилксом в 1844 году над линией Морса между Вашингтоном и Балтимором. Два хронометра были синхронизированы и доставлены на два телеграфа для проверки точности передачи времени. [88]

Телеграфная сеть долготы в США, 1896 г. Данные Шотта (1897 г.). [89] Пунктирными линиями показаны два трансатлантических телеграфных сообщения с Европой, одно через Канаду.

Вскоре этот метод стал использоваться на практике для определения долготы, в частности, Службой береговой службы США, а также на все больших и больших расстояниях по мере распространения телеграфной сети по Северной Америке. Было решено множество технических задач. Первоначально операторы посылали сигналы вручную, прослушивали щелчки на линии и сравнивали их с тактами часов, оценивая доли секунды. В 1849 году были представлены часы с размыканием цепи и перьевые самописцы для автоматизации этих процессов, что привело к значительному повышению как точности, так и производительности. [90] : 318–330  [91] : 98–107  С созданием обсерватории в Квебеке в 1850 году под руководством Эдварда Дэвида Эша была создана сеть телеграфных определений долготы для восточной Канады, связанная с сетью телеграфных определений долготы. Гарвард и Чикаго. [92] [93]

Соединение телеграфного кабеля Аляски в бухте Смитс, Сиэтл; фото из с.  1904 год

Большое расширение «телеграфной сети долготы» произошло благодаря успешному завершению трансатлантического телеграфного кабеля между юго-западной Ирландией и Новой Шотландией в 1866 году. [86] Кабель из Бреста во Франции в Даксбери, штат Массачусетс, был завершен в 1870 году и дал возможность проверить результаты другим маршрутом. За это время наземные части сети были улучшены, включая устранение ретрансляторов. Сравнение разницы между Гринвичем и Кембриджем, штат Массачусетс, показало разницу между измерениями времени в 0,01 секунды с вероятной ошибкой ± 0,04 секунды, что эквивалентно 45 футам. [91] : 175  Подводя итоги работы сети в 1897 году, Чарльз Шотт представил таблицу основных мест на всей территории Соединенных Штатов, местоположение которых было определено с помощью телеграфии, с указанием дат и пар, а также возможных ошибок. [89] [94] Сеть была расширена на северо-запад Америки с телеграфной связью с Аляской и западной Канадой. Телеграфные связи между Доусон-Сити , Юконом, Форт-Эгбертом , Аляской, Сиэтлом и Ванкувером использовались для двойного определения положения 141-го меридиана в том месте, где он пересекал реку Юкон, и, таким образом, служили отправной точкой для исследования границы. между США и Канадой на север и юг в течение 1906–1908 годов [95] [96] Уильям Боуи дал подробное описание телеграфного метода, используемого Береговой и геодезической службой США . [97]

Деталь морской карты Паиты , Перу, показывающая определение телеграфной долготы, сделанное в 1884 году [98]

Военно-морской флот США расширил сеть на Вест-Индию, Центральную и Южную Америку в ходе четырех экспедиций в 1874–1890 годах. Одна серия наблюдений связала Ки-Уэст , Флорида, с Вест-Индией и Панама-Сити . [99] Второй охватывал территории Бразилии и Аргентины , а также был связан с Гринвичем через Лиссабон . [100] Третий пролегал из Галвестона, штат Техас , через Мексику и Центральную Америку, включая Панаму, а затем в Перу и Чили, соединяясь с Аргентиной через Кордову . [98] Четвертый добавил филиалы в Мексике, Центральной Америке и Вест-Индии, а также расширил сеть до Кюрасао и Венесуэлы . [101]

К востоку от Гринвича были сделаны телеграфные определения долготы мест в Египте, включая Суэц, в рамках наблюдений за транзитом Венеры в 1874 году под руководством сэра Джорджа Эйри , британского королевского астронома . [102] [103] Телеграфные наблюдения, сделанные в рамках Великой тригонометрической съемки Индии, включая Мадрас , были связаны с Аденом и Суэцем в 1877 году. [104] [103] В 1875 году долгота Владивостока в Восточной Сибири была определена по телеграфное сообщение с Санкт-Петербургом . ВМС США использовали Суэц, Мадрас и Владивосток в качестве опорных пунктов для цепочки решений, принятых в 1881–1882 годах и простиравшихся через Японию , Китай , Филиппины и Сингапур . [105]

Телеграфная сеть опоясала земной шар в 1902 году, соединив Австралию и Новую Зеландию с Канадой через Красную линию . Это позволило дважды определить долготу с востока и запада, которая совпала с точностью до одной угловой секунды (1/15 секунды времени). [106]

Телеграфная сеть долгот имела меньшее значение в Западной Европе, которая уже в основном была детально обследована с помощью триангуляции и астрономических наблюдений. Но «американский метод» использовался в Европе, например, в серии измерений для определения разницы долгот между обсерваториями Гринвича и Парижа с большей точностью, чем это было возможно ранее. [107]

Беспроводные методы

Маркони получил патент на беспроводную телеграфию в 1897 году. [108] Вскоре стала очевидной возможность использования беспроводных сигналов времени для определения долготы. [109]

Беспроводная телеграфия использовалась для расширения и уточнения телеграфной сети долготы, обеспечивая потенциально большую точность и достигая мест, которые не были подключены к проводной телеграфной сети. Первое определение заключалось в том, что между Потсдамом и Брокеном в Германии расстояние около 100 миль (160 км) было в 1906 году . миль (1480 км), а в 1913–1914 годах было заключено трансатлантическое соглашение между Парижем и Вашингтоном . [111]

Первые беспроводные сигналы времени для использования кораблями в море появились в 1907 году в Галифаксе, Новая Шотландия . [112] Сигналы времени передавались с Эйфелевой башни в Париже, начиная с 1910 года. [113] Эти сигналы позволяли мореплавателям часто проверять и корректировать свои хронометры. [114] [115] Международная конференция в 1912 году выделила время для различных беспроводных станций по всему миру для передачи своих сигналов, что позволило обеспечить покрытие практически по всему миру без помех между станциями. [113] Беспроводные сигналы времени также использовались наземными наблюдателями в полевых условиях, в частности геодезистами и исследователями. [116]

Радионавигационные системы получили широкое распространение после Второй мировой войны . Было разработано несколько систем, в том числе система «Декка Навигатор» , американская береговая охрана «ЛОРАН-С» , международная система «Омега» , а также советские «Альфа» и «ЧАЙКА» . Все системы зависели от передач стационарных навигационных маяков. Судовой приемник рассчитал положение судна на основе этих передач. [117] Эти системы были первыми, которые обеспечили точную навигацию, когда астрономические наблюдения не могли быть сделаны из-за плохой видимости, и стали общепринятым методом коммерческого судоходства до появления спутниковых навигационных систем в начале 1990-х годов.

В 1908 году Никола Тесла предсказал:

В самый густой туман или ночную тьму, без компаса и других ориентировочных приборов, а также часов можно будет вести судно по кратчайшему или ортодромному пути, мгновенно определять широту и долготу, час, расстояние. из любой точки, а также истинную скорость и направление движения. [118]

Его предсказание осуществилось частично с помощью радионавигационных систем, а полностью с помощью компьютерных систем геопозиционирования на основе спутниковых маяков GPS .

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Роллер, Дуэйн В. (2010). География Эратосфена. Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета. стр. 25–26. ISBN 978-1400832217. Проверено 17 апреля 2020 г.
  2. ^ аб Дикс, ДР (1953). Гиппарх: критическое издание дошедших до нас материалов о его жизни и творчестве (доктор философии). Биркбек-колледж Лондонского университета.
  3. ^ Хоффман, Сюзанна М. (2016). «Как время служило для измерения географического положения со времен эллинизма». В «Ариях» Элиза Фелиситас; Комбринк, Людвиг; Габор, Павел; Хоэнкерк, Кэтрин; Зайдельманн, П.Кеннет (ред.). Наука времени . Труды по астрофизике и космической науке. Том. 50. Спрингер Интернэшнл. стр. 25–36. дои : 10.1007/978-3-319-59909-0_4. ISBN 978-3-319-59908-3.
  4. ^ аб Банбери, Э.Х. (1879). История древней географии. Том. 2. Лондон: Джон Мюррей.
  5. ^ Снайдер, Джон П. (1987). Картографические проекции – Рабочее руководство. Вашингтон, округ Колумбия: Геологическая служба США.
  6. ^ Миттенхубер, Флориан (2010). «Традиция текстов и карт в географии Птолемея». В Джонсе, Александр (ред.). Птолемей в перспективе: использование и критика его работ от древности до девятнадцатого века . Архимед. Том. 23. Дордрехт: Спрингер. стр. 95-119. дои : 10.1007/978-90-481-2788-7_4. ISBN 978-90-481-2787-0.
  7. ^ Щеглов, Дмитрий А. (2016). «Возвращение к ошибке в долготе в географии Птолемея». Картографический журнал . 53 (1): 3–14. Бибкод : 2016CartJ..53....3S. дои : 10.1179/1743277414Y.0000000098. S2CID  129864284.
  8. ^ Руссо, Лусио (2013). «Долгота Птолемея и измерение окружности Земли Эратосфеном» (PDF) . Математика и механика сложных систем . 1 (1): 67–79. дои : 10.2140/memocs.2013.1.67 .
  9. ^ Берджесс, Эбенезер (1935). Перевод Сурья Сиддханты, учебника индуистской астрономии с примечаниями и приложением. Университет Калькутты. стр. 45–48.
  10. ^ Рагеп, Ф.Джамиль (2010). «Исламская реакция на неточности Птолемея». В Джонс, А. (ред.). Птолемей в перспективе. Архимед. Том. 23. Дордрехт: Спрингер. дои : 10.1007/978-90-481-2788-7. ISBN 978-90-481-2788-7.
  11. ^ Тиббетс, Джеральд Р. (1992). «Начало картографической традиции» (PDF) . В Харли, Джей Би; Вудворд, Дэвид (ред.). История картографии Том. 2 Картография в традиционных исламских обществах и обществах Южной Азии . Издательство Чикагского университета.
  12. ^ Саид, СС; Стивенсон, Франция (1997). «Измерения солнечного и лунного затмения средневековыми мусульманскими астрономами, II: Наблюдения». Журнал истории астрономии . 28 (1): 29–48. Бибкод : 1997JHA....28...29S. дои : 10.1177/002182869702800103. S2CID  117100760.
  13. ^ Стил, Джон Майкл (1998). Наблюдения и предсказания времени затмений астрономами в дотелескопический период (доктор философии). Университет Дарема (Великобритания).
  14. ^ аб Мерсье, Раймонд П. (1992). «Геодезия» (PDF) . В Харли, Джей Би; Вудворд, Дэвид (ред.). История картографии Том. 2 Картография в традиционных исламских обществах и обществах Южной Азии . Издательство Чикагского университета.
  15. ^ Райт, Джон Киртланд (1925). Географические знания времен крестовых походов: исследование истории средневековой науки и традиций в Западной Европе. Нью-Йорк: Американское географическое общество.
  16. ^ Дарби, ХК (1935). «Географические идеи достопочтенного Беды». Шотландский географический журнал . 51 (2): 84–89. дои : 10.1080/00369223508734963.
  17. ^ Фридман, Джон Блок (2000). Торговля, путешествия и исследования в средние века: Энциклопедия. Тейлор и Фрэнсис Лтд. с. 495. ИСБН 0-8153-2003-5.
  18. ^ abc Райт, Джон Киртланд (1923). «Заметки о знании широты и долготы в средние века». Исида . 5 (1). Бибкод : 1922nkll.book.....W.
  19. ^ Бизли, К.Рэймонд (1901). Рассвет современной географии, том. I, Лондон, 1897 год; История исследований и географической науки с конца девятого до середины тринадцатого века (около 900–1260 гг. Н.э.). Лондон: Джон Мюррей.
  20. ^ Лилли, Кейт Д. (2011). «Средневековая история географии: заброшенное предприятие?». Диалоги в человеческой географии . 1 (2): 147–162. дои : 10.1177/2043820611404459. S2CID  128715649.
  21. ^ Готье Далче, П. (2007). «Рецепция географии Птолемея (конец четырнадцатого — начало шестнадцатого века)». В Вудворде, Д. (ред.). История картографии, Том 3. Картография в эпоху европейского Возрождения, Часть 1 (PDF) . Чикаго: Издательство Чикагского университета. стр. 285–364.
  22. ^ де Наваррете, Мартин Фернандес (1825). Коллекция путешествий и описаний, которые были созданы для испанцев, desde Fines del siglo XV...: с различными документами, касающимися истории Кастелланской пристани и испанских establecimientos в Индии, Томо II. Мадрид: En la Imprenta Nacional. п. 272.
  23. ^ Пикеринг, Кейт (1996). «Метод определения долготы Колумба: аналитический взгляд». Журнал навигации . 49 (1): 96–111. Бибкод : 1996JNav...49...95P. дои : 10.1017/S037346330001314X. S2CID  129232861.
  24. ^ Рэндлс, WGL (1985). «Португальские и испанские попытки измерить долготу в 16 веке». Перспективы в астрономии . 28 (1): 235–241. Бибкод : 1985VA.....28..235R. дои : 10.1016/0083-6656(85)90031-5.
  25. ^ Чепмен, Аллан (1976). «Практика астрономии: основные инструменты и их использование в Королевской обсерватории». Перспективы в астрономии . 20 : 141–156. Бибкод : 1976VA.....20..141C. дои : 10.1016/0083-6656(76)90025-8.
  26. ^ Паннекук, Антон (1989). История астрономии. Курьерская корпорация. стр. 259–276.
  27. ^ Ван Хелден, Альберт (1974). «Телескоп в семнадцатом веке». Исида . 65 (1): 38–58. дои : 10.1086/351216. JSTOR  228880. S2CID  224838258.
  28. ^ Хёг, Эрик (2009). «400 лет астрометрии: от Тихо Браге до Гиппаркоса». Экспериментальная астрономия . 25 (1): 225–240. Бибкод : 2009ExA....25..225H. дои : 10.1007/s10686-009-9156-7. S2CID  121722096.
  29. ^ аб Перриман, Майкл (2012). «История астрометрии». Европейский физический журнал H . 37 (5): 745–792. arXiv : 1209.3563 . Бибкод : 2012EPJH...37..745P. дои : 10.1140/epjh/e2012-30039-4. S2CID  119111979.
  30. ^ Гримберген, Кес (2004). Флетчер, Карен (ред.). Гюйгенс и развитие измерения времени . Титан – от открытия до встречи. Титан – от открытия до встречи . Том. 1278. ESTEC, Нордвейк, Нидерланды: Отдел публикаций ЕКА. стр. 91–102. Бибкод : 2004ESASP1278...91G. ISBN 92-9092-997-9.
  31. ^ Блюменталь, Аарон С.; Носоновский, Михаил (2020). «Трение и динамика грани и фолиота: как изобретение маятника сделало часы намного более точными». Прикладная механика . 1 (2): 111–122. дои : 10.3390/applmech1020008 .
  32. ^ Гюйгенс, Кристиан (1669). «Инструкция по пользованию часами-маятниками для определения долготы на море». Философские труды . 4 (47): 937–953. Бибкод : 1669RSPT....4..937.
  33. ^ Ховард, Николь (2008). «Маркетинговая долгота: часы, короли, придворные и Христиан Гюйгенс». История книги . 11 : 59–88. дои : 10.1353/bh.0.0011. S2CID  161827238.
  34. ^ Олмстед, JW (1960). «Путешествие Жана Рише в Акадию в 1670 году: исследование взаимосвязи науки и мореплавания под руководством Кольбера». Труды Американского философского общества . 104 (6): 612–634. JSTOR  985537.
  35. ^ Аб Гулд, RT (1935). «Джон Харрисон и его хронометристы». Зеркало моряка . 21 (2): 115–139. Бибкод : 1935jhht.book.....G. дои : 10.1080/00253359.1935.10658708.
  36. ^ Нори, Джон Уильям (1805). Новое и полное воплощение практической навигации. Уильям Хизер: Уильям Хизер. п. 219.
  37. ^ Волластон, Фрэнсис (1793). «Описание транзитного круга для определения места небесных объектов при прохождении меридиана». Философские труды . 83 : 133–153.
  38. ^ ab Цитируется в: Arciniegas, German (1955). Америго и новый мир Жизнь и времена Америго Веспуччи . Нью-Йорк: Альфред А. Кнопф. п. 192.
  39. ^ Пол, Фредерик Юлиус (1966). Америго Веспуччи: пилот-майор . Нью-Йорк: Книги Октагона. п. 80.
  40. ^ Вернер, Иоганн (1514). In hoc opere haec Containerur Noua translatio primi libri Geographiae Cl. Птоломеи (на латыни). Нюрнберге: Иоанна Штучс.
  41. ^ Апиан, Петр (1533). Cosmographicus liber Petri Apiani mathematici, iam denuo integritati restitutus per Gemmam Phrysium (на латыни). Ландсхут: vaeneunt in pingui Gallina для Арнольдума Биркмана.
  42. ^ Галлей, Эдмунд (1731). «Предложение метода определения долготы на море в пределах градуса или двадцати лье». Философские труды . 37 (417–426): 185–195.
  43. ^ abcde Эдвин Дэнсон (2006). Взвешивание мира . Издательство Кксфордского университета. ISBN 0-19-518169-7.
  44. ^ Селатон
  45. ^ Джовилабе
  46. ^ Пикард, Жан (1729). «Путешествие Уранибурга или астрономические наблюдения в Даннемарке». Мемуары Королевской академии наук (на французском языке). 7 (1): 223–264.
  47. ^ «Определение долготы: спутники Юпитера». Королевские музеи Гринвича . 16 октября 2014 г.
  48. ^ Галлей, Эдмунд (1682). «Отчет о некоторых очень значительных наблюдениях, сделанных в Балласоре в Индии, которые помогли определить долготу этого места и исправили очень большие ошибки некоторых известных современных географов». Философские коллекции Лондонского королевского общества . 5 (1): 124–126. дои : 10.1098/rscl.1682.0012 .
  49. ^ аб Галлей, Эдмунд (1717). «Объявление астрономам о преимуществах, которые могут быть получены от наблюдения частых движений Луны к Гиадам в течение следующих трех лет». Философские труды . 30 (354): 692–694.
  50. ^ Паунд, Джеймс (1714). «Некоторые поздние любопытные астрономические наблюдения, переданные преподобным и ученым г-ном Джеймсом Паундом, ректором Ванстеда». Философские труды Лондонского королевского общества . 29 (347): 401–405.
  51. ^ Пого, А (1935). «Джемма Фризиус, его метод определения разницы долготы путем транспортировки часов (1530 г.) и его трактат о триангуляции (1533 г.)». Исида . 22 (2): 469–506. дои : 10.1086/346920. S2CID  143585356.
  52. ^ аб Мескенс, Ад (1992). «Морская инструкция Мишеля Куанье». Зеркало моряка . 78 (3): 257–276. дои : 10.1080/00253359.1992.10656406.
  53. ^ Коберер, Вольфганг (2016). «О первом употреблении термина «хронометр»". Зеркало моряка . 102 (2): 203–206. doi : 10.1080/00253359.2016.1167400. S2CID  164165009.
  54. ^ Гулд, Руперт Т (1921). «История хронометра». Географический журнал . 57 (4): 253–268. Бибкод : 1921GeogJ..57..253G. дои : 10.2307/1780557. JSTOR  1780557.
  55. ^ Галлей, Эдм. (1701). Новая и правильная карта, показывающая изменения компаса в Западном и Южном океанах, наблюдавшиеся в 1700 году командованием его величества. Лондон: Маунт и Пейдж.
  56. ^ См., например, Порт-Рояль, Ямайка: Галлей, Эдмонд (1722 г.). «Наблюдения за лунным затмением 18 июня 1722 года и долготой Порт-Рояля на Ямайке». Философские труды . 32 (370–380): 235–236.; Буэнос-Айрес: Хэлли, Эдм. (1722). «Долгота Буэнос-Айреса, определенная на основе наблюдений, сделанных там отцом Фейе». Философские труды . 32 (370–380): 2–4.Санта-Катарина, Бразилия: Легге, Эдвард; Этвелл, Джозеф (1743). «Отрывок из письма достопочтенного Эдварда Легга, эсквайра; капитана ФРС корабля Его Величества «Северн», содержащего наблюдение затмения Луны, 21 декабря 1740 года, на острове Св. Катарины на побережье Бразилии. ". Философские труды . 42 (462): 18–19.
  57. ^ Брэттл, Тхо .; Ходжсон, Дж. (1704 г.). «Отчет о некоторых затмениях Солнца и Луны, наблюдавшихся г-ном То. Брэттлом в Кембридже, примерно в четырех милях от Бостона в Новой Англии, откуда определена разница долгот между Кембриджем и Лондоном, на основе сделанного наблюдения». одного из них в Лондоне». Философские труды . 24 : 1630–1638.
  58. ^ Навигация и пилотирование Даттона , 12-е издание. Г.Д. Данлэп и Х.Х. Шуфельдт, ред. Издательство Военно-морского института 1972, ISBN 0-87021-163-3 
  59. ^ Поскольку запасы продовольствия заканчивались, экипажу давали пайки, чтобы продлить время с едой. Это называлось предоставлением экипажу коротких пайков, недостаточного содержания или мелкого ордера .
  60. ^ Сомервилл, Бойл (1934). Мировое путешествие коммандера Энсона . Лондон: Хайнеманн. стр. 46–56.
  61. ^ abcd Сигел, Джонатан Р. (2009). «Закон и долгота». Обзор закона Тулейна . 84 : 1–66.
  62. ^ Вольф, Чарльз (1902). Histoire de l'Observatoire de Paris de sa Foundation à 1793 (на французском языке). Париж: Готье-Виллар.
  63. ^ Вольф, А. (1935). История науки, техники и философии: в 16 и 17 веках, том 1 . Лондон: Джордж Аллен и Анвин.
  64. ^ Галлуа, Л. (1909). «L'Académie des Sciences et les Origines de la Carte de Cassini: Premier статья». Annales de Géographie (на французском языке). 18 (99): 193–204. дои : 10.3406/geo.1909.6695. JSTOR  23436957.
  65. ^ Пикард, Жан; де ла Гир, Филипп (1729). «Pour la Carte de France, исправленная к наблюдениям М. Пикара и де ла Гир». Мемуары Академии наук (на французском языке). 7 (7).
  66. ^ Майор, ФГ (2014). «Проблема долготы». Quo Vadis: Эволюция современной навигации: развитие квантовых методов . Нью-Йорк: Спрингер. стр. 113–129. дои : 10.1007/978-1-4614-8672-5_6. ISBN 978-1-4614-8671-8.
  67. ^ аб Карпентер, Джеймс (1872). «Гринвичская обсерватория». Научно-популярный обзор . 11 (42): 267–282.
  68. ^ ab Данные по инфляции индекса розничных цен Великобритании основаны на данных Кларка, Грегори (2017). «Годовой ИРЦ и средний заработок в Великобритании с 1209 года по настоящее время (новая серия)». Измерительная ценность . Проверено 7 мая 2024 г.
  69. ^ Форбс, Эрик Грей (2006). «Лунные таблицы Тобиаса Майера». Анналы науки . 22 (2): 105–116. дои : 10.1080/00033796600203075. ISSN  0003-3790.
  70. ^ Морской альманах и астрономические эфемериды за 1767 год.
  71. ^ "История Управления морского альманаха Ее Величества" . Управление морского альманаха Ее Величества. Архивировано из оригинала 30 июня 2007 года . Проверено 31 июля 2007 г.
  72. ^ "История морского альманаха" . Военно-морская обсерватория США. Архивировано из оригинала 5 апреля 2007 года . Проверено 31 июля 2007 г.
  73. ^ Броновский, Джейкоб (1990) [1973]. Восхождение человека. Лондон: Книги BBC. п. 243. ИСБН 978-0-563-20900-3.
  74. ^ аб Фок, Даниэль М.Э. (2015). «Тестирование методов определения долготы во Франции середины восемнадцатого века». В Данне, Ричард; Хиггитт, Ребекка (ред.). Навигационные предприятия в Европе и ее империях, 1730–1850 гг . Лондон: Пэлгрейв Макмиллан, Великобритания. стр. 159–179. дои : 10.1057/9781137520647_9. ISBN 978-1-349-56744-7.
  75. ^ Весс, Джейн (2015). «Навигация и математика: матч, заключенный на небесах?». В Данне, Ричард; Хиггитт, Ребекка (ред.). Навигационные предприятия в Европе и ее империях, 1730–1850 гг . Лондон: Пэлгрейв Макмиллан, Великобритания. стр. 201–222. дои : 10.1057/9781137520647_11. ISBN 978-1-349-56744-7.
  76. ^ Баун, Стивен Р. (2001). «Удивительный астроном великого северо-запада» . Мир Меркатора . 6 (2): 42.
  77. ^ Себерт, LM (1971). Определение долготы в Западной Канаде. Технический отчет №: 71-3 . Оттава: Отдел исследований и картографии, Министерство энергетики, горнодобывающей промышленности и ресурсов.Себерт указывает долготу Камберленд-хауса на 102 ° 16 футов, но Старый Камберленд-хаус, все еще использовавшийся в то время, находился в 2 км к востоку, см. «Провинциальный парк Камберленд-хаус». Исторические места Канады . Парки Канады . Проверено 21 августа 2020 г.
  78. ^ де Мендоса Риос, Джозеф (1805). Полное собрание таблиц по навигации и морской астрономии. Т. Бенсли.
  79. ^ Уэльс, Уильям (1794). Метод определения долготы в море по хронометристам. Лондон: К. Бактон.
  80. ^ Бриттен, Фредерик Джеймс (1894). Бывшие часовщики и их работа. Лондон: E. & FN Spon. стр. 271–274.
  81. ^ Ричи, GS (1967). Адмиралтейская карта . Лондон: Холлис и Картер. стр. 76–79.
  82. ^ Брукс, Фредерик Дж. (1995) [1975]. Мифический человеко-месяц . Аддисон-Уэсли. п. 64. ИСБН 0-201-83595-9.
  83. ^ Р. Фицрой. «Том II: Труды второй экспедиции». п. 18.
  84. ^ Литтлхейлз, GW (1909). «Уменьшение лунного расстояния для определения времени и долготы». Бюллетень Американского географического общества . 41 (2): 83–86. дои : 10.2307/200792. JSTOR  200792.
  85. ^ Пейн, Роберт Трит; Борден, Симеон (1846). «Отчет о тригонометрическом обследовании Массачусетса, проведенный Симеоном Борденом, эсквайром, со сравнением его результатов с результатами, полученными в результате астрономических наблюдений, составленный Робертом Тритом Пейном, эсквайром, переданный г-ном Борденом». Труды Американского философского общества . 9 (1): 33–91. дои : 10.2307/1005341. JSTOR  1005341.
  86. ^ аб Гулд, Бенджамин Апторп (1869). Трансатлантическая долгота, определенная экспедицией по исследованию побережья в 1866 году: отчет суперинтенданту береговой службы США. Вашингтон, округ Колумбия: Смитсоновский институт.
  87. ^ Уокер, Сирс C (1850). «Отчет об опыте береговой съемки в отношении телеграфных операций, определения долготы и т. д.». Американский журнал науки и искусства . 10 (28): 151–160.
  88. ^ Бриггс, Чарльз Фредерик; Маверик, Август (1858). История телеграфа и история Великого Атлантического кабеля: полный отчет о зарождении, прогрессе и окончательном успехе этого предприятия: всеобщая история наземных и океанических телеграфов: описания телеграфных аппаратов и биографические очерки Главные личности, связанные с великим делом. Нью-Йорк: Радд и Карлтон.
  89. ^ Аб Шотт, Чарльз А. (1897). «Телеграфная долгота Соединенных Штатов и ее связь с Европой, разработанная Береговой и геодезической службой между 1866 и 1896 годами». Астрономический журнал . 18 : 25–28. Бибкод : 1897AJ.....18...25S. дои : 10.1086/102749 .
  90. ^ Лумис, Элиас (1856). Последние достижения астрономии, особенно в США. Третье издание. Нью-Йорк: Харпер и братья.
  91. ^ аб Стачурски, Ричард (2009). Долгота по проводам: в поисках Северной Америки . Колумбия: Издательство Университета Южной Каролины. ISBN 978-1-57003-801-3.
  92. ^ Эш, ЭД (1860). «Долгота некоторых основных мест Канады по электрическому телеграфу». Морской журнал . 29 : 1–11.
  93. ^ Джаррелл, Ричард (1988). Холодный свет рассвета. История канадской астрономии. Университет Торонто Пресс. стр. 37–39. дои : 10.3138/9781487599935-004. ISBN 9781487599935.
  94. ^ "Телеграфная сеть долготы США" . Публикации Тихоокеанского астрономического общества . 9 (59): 242–244. 1897. JSTOR  40671094.
  95. ^ Неллес, Дуглас Х. (1913). «Исследование и обследование 141-го меридиана, Аляска». Географический журнал . 41 (1): 48–56. Бибкод : 1913GeogJ..41...48N. дои : 10.2307/1778488. JSTOR  1778488.Примечание: в статье имя автора неверно указано как Неллас, на карте правильно — Неллес.
  96. ^ Нешам, EW (1927). «Демаркация границы Аляски». Географический журнал . 69 (1): 49–59. Бибкод : 1927GeogJ..69...49N. дои : 10.2307/1782859. JSTOR  1782859.
  97. ^ Боуи, Уильям (1913). Астрономия: определение времени, долготы, широты и азимута, Том 4 (5-е изд.). Типография правительства США. стр. 78–102.
  98. ^ аб Дэвис, Чейлз Генри; Норрис, Джон Александр (1885). Телеграфное определение долготы в Мексике и Центральной Америке, а также на западном побережье Южной Америки: охват меридианов Вера-Крус; Гватемала; Ла Либертад; Сальвадор; Паита; Лима; Арика; Вальпараисо; и Аргентинская национальная обсерватория в Кордове; с широтами нескольких береговых станций. Вашингтон: Гидрографическое управление США.
  99. ^ Грин, Фрэнсис Мэтьюз (1877). Отчет о телеграфном определении разницы долгот в Вест-Индии и Центральной Америке. Вашингтон: Гидрографическое управление США.
  100. ^ Грин, Фрэнсис Мэтьюз (1880). Телеграфное определение долготы на восточном побережье Южной Америки, охватывающее меридианы Лиссабона, Мадейры, Сент-Винсента, Пернамбуку, Баии, Рио-де-Жанейро, Монтевидео, Буэнос-Айреса и Пара, а также широту нескольких станций. Вашингтон: Гидрографическое управление США.
  101. ^ Норрис, Джон Александр; Лэрд, Чарльз; Холкомб, Джон Х.Л.; Гаррет, Ле Рой М. (1891). Телеграфное определение долгот в Мексике, Центральной Америке, Вест-Индии и на северном побережье Южной Америки, охватывая меридианы Коацакоалькоса; Салина Круз; Ла Либертад; Сан-Хуан-дель-Сур; Святой Николай Моль; Порт-Плата; Санто-Доминго; Кюрасао; и Ла-Гуайра с широтой нескольких станций. Вашингтон: Гидрографическое управление США.
  102. ^ Эйри, Джордж Бидделл (1881). Отчет о наблюдениях прохождения Венеры 8 декабря 1874 года: сделанный под руководством британского правительства: и о сокращении наблюдений. Лондон: Канцелярия Ее Величества. стр. 257–346.
  103. ^ Аб Страхан, К. (1902). «Обзор Индии». Профессиональные документы Корпуса королевских инженеров . 28 : 141–171.
  104. ^ Уокер, JT (1878). Общий отчет о работе Великой тригонометрической службы Индии в 1876–1877 гг. Калькутта: Управление суперинтенданта государственной печати.
  105. ^ Грин, Фрэнсис Мэтьюз; Дэвис, Чарльз Генри; Норрис, Джон Александр (1883). Телеграфное определение долготы в Японии, Китае и Ост-Индии: охватывая меридианы Иокогамы, Нагасаки, Владивостока, Шанхая, Сямэнь, Гонконга, Манилы, мыса Сент-Джеймс, Сингапура, Батавии и Мадраса с широтой Несколько станций. Вашингтон: Гидрографическое управление США.
  106. ^ Стюарт, Р. Мелдрам (1924). «Доктор Отто Клотц». Журнал Королевского астрономического общества Канады . 18 : 1–8. Бибкод : 1924JRASC..18....1S.
  107. ^ Кершоу, Майкл (2014). "«Заноза на глазу европейской геодезии»: измерение долготы Париж-Гринвич с помощью электрического телеграфа». Британский журнал истории науки . 47 (4): 637–660. doi : 10.1017/S0007087413000988. ISSN  0007-0874. JSTOR  43820533. PMID  25546999.
  108. ^ Фахи, Джон Джозеф (1899). История беспроводной телеграфии, 1838–1899: включая некоторые предложения по использованию неизолированных проводов для подводных телеграфов . Эдинбург и Лондон: Уильям Блэквуд и сыновья. стр. 296–320.
  109. ^ Манро, Джон (1902). «Сигналы времени беспроводной телеграфией». Природа . 66 (1713): 416. Бибкод : 1902Natur..66..416M. дои : 10.1038/066416d0 . ISSN  0028-0836. S2CID  4021629.
  110. ^ Цитируется по: Баракки, П. (1914). Холл, Т.С. (ред.). Австралийские долготы . Четырнадцатое собрание Австралийской ассоциации развития науки, Мельбурн, 1913. стр. 48–58. См. стр. 56.
  111. ^ Коуи, Джордж Д.; Экхардт, Энгельгардт Август (1924). Беспроводная долгота. Вашингтон: Типография правительства США. п. 1.
  112. ^ Хатчинсон, DL (1908). «Беспроводные сигналы времени из обсерватории Сент-Джон Канадской метеорологической службы». Труды и дела Королевского общества Канады . Сер. 3 Том. 2: 153–154.
  113. ^ аб Локьер, Уильям Дж. С. (1913). «Международные радиотелеграфные сигналы времени и погоды». Природа . 91 (2263): 33–36. Бибкод : 1913Natur..91...33L. дои : 10.1038/091033b0 . ISSN  0028-0836. S2CID  3977506.
  114. ^ Циммерман, Артур Э. «Первые беспроводные сигналы времени для кораблей в море» (PDF) . antikwireless.org . Античная беспроводная ассоциация . Проверено 9 июля 2020 г.
  115. ^ Ломбарди, Майкл А., «Радиоуправляемые часы» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 7 февраля 2012 года . Проверено 30 октября 2007 г. (983 КБ) , Материалы Национальной конференции международных лабораторий стандартов 2003 г. , 17 августа 2003 г.
  116. ^ Булнуа, ПК; Астон, CJ (1924). «Поле-Долгота по беспроводной сети». Географический журнал . 63 (4): 318–331. Бибкод : 1924GeogJ..63..318B. дои : 10.2307/1781410. JSTOR  1781410.
  117. ^ Пирс, Дж. А. (1946). «Знакомство с Лораном». Труды ИРЭ . 34 (5): 216–234. дои : 10.1109/JRPROC.1946.234564. S2CID  20739091.
  118. ^ Тесла, Николас (1908). «Будущее беспроводного искусства». В Мэсси, Уолтер В.; Андерхилл, Чарльз Р. (ред.). Беспроводная телеграфия и телефония. Ван Норстранд. стр. 67–71.

Внешние ссылки