Цепь Гюнтера (также известная как измерение Гюнтера ) — это устройство для измерения расстояний, используемое для геодезии . Оно было разработано и представлено в 1620 году английским священником и математиком Эдмундом Гюнтером (1581–1626). Оно позволяло точно измерять и наносить на карту участки земли для юридических и коммерческих целей.
Гюнтер разработал фактическую измерительную цепь из 100 звеньев. Они, цепь и звено , стали статутными мерами в Англии и впоследствии в Британской империи .
Цепь длиной 66 футов (20,1 м) разделена на 100 звеньев, обычно размеченных на группы по 10 латунными кольцами или бирками, которые упрощают промежуточные измерения. Каждое звено, таким образом, имеет длину 7,92 дюйма (201 мм). Четверть цепи, или 25 звеньев, измеряется 16 футов 6 дюймов (5,03 м) и, таким образом, измеряется стержень ( или шест ). Десять цепей измеряют фарлонг , а 80 цепей измеряют статутную милю . [1]
Цепь Гюнтера примирила две, казалось бы, несовместимые системы: традиционные английские измерения земли, основанные на числе четыре, и десятичные дроби, основанные на числе 10. Поскольку акр измерялся 10 квадратными чейнами в системе Гюнтера, весь процесс измерения площади земли можно было вычислить с использованием измерений в чейнах, а затем преобразовать в акры, разделив результаты на 10. [2] Таким образом, 10 чейнов на 10 чейнов (100 квадратных чейнов) равняются 10 акрам, 5 чейнов на 5 чейнов (25 квадратных чейнов) равняются 2,5 акрам. К 1670-м годам чейн и звено стали установленными единицами измерения в Англии.
...одно или два слова об измерителях или измерительных приборах, из которых наиболее употребительным является «Чейн», а общепринятая длина для английских мер — 4 шеста, что соответствует английским миле и акру, 10 таких чейнов по длине составляют фарлонг, а 10 отдельных квадратных чейнов — акр, так что квадратная миля содержит 640 квадратных акров...' [3]
— Джон Огилби, Британия , 1675 г.
Метод съемки поля или другого участка земли цепью Гюнтера заключается в том, чтобы сначала определить углы и другие важные местоположения, а затем измерить расстояние между ними, беря по две точки за раз. Геодезисту помогает цепной. Дальномерный стержень (обычно ярко окрашенный деревянный шест) помещается в землю в точке назначения. Начиная с исходной точки, цепь выкладывается по направлению к дальномерному стержню, а затем геодезист направляет цепного стержня, чтобы цепь была идеально прямой и указывала прямо на дальномерный стержень. Штифт вставляется в землю на переднем конце цепи, и цепь перемещается вперед так, чтобы ее задний конец оказался в этой точке, и цепь снова вытягивается по направлению к точке назначения. Этот процесс называется дальномерным , или в США, цепным; он повторяется до тех пор, пока не будет достигнут целевой стержень, когда геодезист отмечает, сколько полных длин (цепей) было уложено, и затем он может напрямую считать, сколько звеньев (сотых частей цепи) находится на измеряемом расстоянии. Цепь обычно заканчивается ручкой, которая может быть или не быть частью измерения. Внутренняя петля (видимая на фотографии NMAH) является правильным местом для установки штифта для некоторых цепей. [4] Многие цепи были сделаны с ручками как частью конечного звена и, таким образом, были включены в измерение. [5] [6]
Весь процесс повторяется для всех других пар требуемых точек, и сделать масштабную диаграмму участка земли — простая задача. Процесс на удивление точен и требует только очень низкой технологии. Съемка с помощью цепи проста, если земля ровная и непрерывная — например, физически нецелесообразно проводить ее через большие впадины или значительные водные пути. На наклонной земле цепь должна была быть «выровнена» путем поднятия одного конца по мере необходимости, так, чтобы волнистость не увеличивала видимую длину стороны или площадь участка. [7]
Хотя позже звеньевые цепи были заменены стальной лентой (разновидностью рулетки ), ее наследием стала новая установленная законом единица длины, называемая цепью, равная 22 ярдам (66 футам) из 100 звеньев . [8] Эта единица все еще существует как идентификатор местоположения на британских железных дорогах, а также по всей Америке в так называемой системе государственной съемки. Например, в Соединенных Штатах (США) планы государственной съемки публикуются в цепной единице для поддержания согласованности двухсотлетней базы данных. На Среднем Западе США нередко можно встретить документы со ссылками на цепи, столбы или стержневые единицы, особенно в сельскохозяйственных районах. Второстепенные дороги, обследованные в Австралии и Новой Зеландии в 19-м и начале 20-го веков, обычно имеют ширину одной цепи. [9]
Длина поля для крикета составляет одну цепь (22 ярда). [10] [11]
Похожая американская система, менее популярная, — это система Рамсдена или инженера , где цепь также состоит из 100 звеньев, каждое длиной в один фут (0,3048 м). Первоначальная из таких цепей была построена с очень высокой точностью для измерения базовых линий Англо-французской съемки (1784–1790) и Главной триангуляции Великобритании .
Еще менее распространенная система Ратборна , также из 17-го века, основана на 200-звенной цепи из двух стержней (33 фута, 10,0584 м) длиной. Каждый стержень (или насест, или шест) состоит из 100 звеньев, (1,98 дюйма, 50,292 мм каждое), которые называются секундами (″), десять из которых составляют простое число ( ′ , 19,8 дюйма, 0,503 м). [12]
Винсент Винг делал цепи с 9,90-дюймовыми звеньями, чаще всего как 33-футовые полуцепи из 40 звеньев. Такие цепи иногда использовались в американских колониях, особенно в Пенсильвании. [13]
В Индии используются геодезические цепи длиной 20 метров (65 футов 7,4 дюйма) (иногда 30 метров). [14] Длина звеньев составляет 200 миллиметров (7,87 дюйма). [15]
Во Франции после Французской революции , а позднее и в странах, принявших метрическую систему , до 1950-х годов использовались 10-метровые (32 фута 9,7 дюйма) цепи, состоящие из 50 звеньев длиной 200 миллиметров (7,87 дюйма) каждое. [16]