Instrumentos de topografía de Ramsden

En 1783, la Royal Society de Londres reaccionó a las críticas francesas (infundadas) al Observatorio de Greenwich solicitando la aprobación real para emprender un levantamiento geodésico de alta precisión, el Levantamiento Anglo-Francés (1784-1790) , entre Greenwich y las estaciones de levantamiento francesas establecidas al otro lado del Canal de la Mancha . Una vez concedida la aprobación, el general William Roy aceptó emprender el trabajo e inmediatamente se dirigió a Ramsden para encargarle nuevos instrumentos. Tres años después, el "gran" teodolito fue entregado tras un retraso atribuible a la tardanza de Ramsden, accidentes en el taller y su predilección por el perfeccionamiento continuo: "esto no puede ser, tenemos que volver a intentarlo". ^{[ 3 ]} El instrumento fue pagado por la Corona y el Rey lo presentó inmediatamente a la Royal Society; por esta razón, el teodolito se denomina teodolito de la Royal Society, o Ramsden RS para abreviar.

En el informe final del Estudio Anglo-Francés (1784-1790) se encuentra una descripción completa de este teodolito . ^{[ 4 ]} El instrumento era grande, de 910 mm (36 pulgadas) de diámetro, y normalmente se montaba sobre un soporte que colocaba el telescopio de puntería entre 1,5 y 1,8 metros (5 y 6 pies) de altura. Pesaba unos 91 kg (200 libras) y los accesorios y estuches pesaban lo mismo. Viajó por Gran Bretaña durante más de sesenta años, en su propio carro con suspensión, a lugares donde fue izado a montañas, torres de iglesias e incluso campanarios con andamios.   

La escala circular horizontal se dividió con gran precisión con divisiones a intervalos de 15 minutos (de arco) utilizando una de las máquinas divisorias propias de Ramden ; ^{[ 5 ]} las marcas en la escala de 36 pulgadas (910 mm) de diámetro estarían separadas aproximadamente 1/6 de pulgada (4,2 mm ) . Por lo tanto, la posición del telescopio podía leerse a simple vista con una precisión de un cuarto de grado, pero la posición exacta entre las divisiones se leía con la ayuda de microscopios micrométricos equipados con alambres transversales ajustables en el plano focal, como se muestra. Las roscas de los tornillos eran tales que quince vueltas completas se desplazaban de una marca de la escala a la siguiente, es decir , 15 minutos, y dado que la escala en la perilla de ajuste permitía medir un sexagésimo de vuelta, la precisión resultante era de un segundo de arco.  

El instrumento también está equipado con una escala semicircular vertical para medir la elevación de estaciones distantes y, por lo tanto, la diferencia de altura. En el ocular se encuentran insertos de alambre similares a los que se usan en los microscopios ; estos son ajustables mediante una rosca que permite medir ángulos con una precisión de cinco segundos de arco.

Las distancias típicas en el levantamiento anglo-francés eran inferiores a 32 km (20 millas) : a esa distancia, un segundo de arco correspondía a desplazamientos laterales o verticales en la estación objetivo de aproximadamente 18 cm (7 pulgadas) . Ningún otro teodolito podía igualar esta precisión en aquel entonces. Fue el primer instrumento capaz de medir el exceso esférico de grandes triángulos de levantamiento.   

Tras la finalización del Levantamiento Anglo-Francés, este instrumento se almacenó en la Royal Society, pero en 1799 la Junta de Artillería solicitó su uso para la Triangulación Principal de Gran Bretaña . Al finalizar el Levantamiento, el teodolito se almacenó en la sede del Servicio Cartográfico en Southampton, donde fue destruido durante los bombardeos de 1941. ^{[ 6 ]}

En su informe a la Royal Society en 1775, William Roy destacó la idoneidad de la India como lugar para realizar mediciones de arcos meridianos y paralelos. Para su satisfacción, la Compañía Británica de las Indias Orientales se mostró dispuesta a emprender tal proyecto y encargó un segundo teodolito de gran tamaño a Ramsden. Estuvo listo en 1791, pero Ramsden se vio obligado a aumentar el precio debido a problemas en su fabricación. Para su sorpresa, la compañía rechazó su precio y se negó a comprar el instrumento. Fue adquirido por el duque de Richmond , quien, como director de la Junta de Artillería , había financiado en gran medida el estudio anglo-francés de Roy (1784-1790) . El teodolito se conoce como el teodolito de la Junta de Artillería, o Ramsden BO para abreviar. La intención de Richmond era utilizar el nuevo teodolito para extender el estudio de Roy a los condados del sur de Gran Bretaña. El instrumento era básicamente el mismo que el primero, con algunas mejoras, principalmente en el número y la ubicación de los microscopios con sus plataformas micrométricas de precisión. Estuvo en uso hasta la finalización de la Triangulación Principal de Gran Bretaña en 1853 y ahora se encuentra en el Museo de Ciencias de Londres. ^{[ 7 ]}

En el informe del Levantamiento Trigonométrico de los años 1791-1794 de Mudge, Williams y Dalby se describe la mejora realizada a este teodolito. ^{[ 8 ]}

Ramsden fabricó al menos otro teodolito de 3 pies (0,91 m) del cual se descubrieron partes en Suiza. ^{[ 2 ]} Tras su muerte, su empresa fue heredada por Mathew Berge, quien se sabe que construyó dos instrumentos grandes más según el diseño de Ramsden. ^{[ 2 ]} Ramsden fabricó muchos teodolitos, incluyendo un instrumento de dieciocho pulgadas con el mismo diseño general que los grandes teodolitos. ^{[ 9 ]} Este instrumento y sus dos grandes teodolitos se describen en el relato de la Triangulación Principal de Clarke y James (1858) . ^{[ 10 ]} 

Aunque la Compañía Británica de las Indias Orientales rechazó el segundo teodolito de Ramsden, encargó un diseño similar a otro fabricante de instrumentos londinense, William Cary . Este teodolito se utilizó en la India desde 1802, aunque hubo una breve interrupción en 1808 cuando resultó dañado al ser subido a la azotea de un edificio. Fue reparado y se utilizó durante sesenta años. En 1830 , Troughton y Simms fabricaron un nuevo teodolito con un diseño mejorado para el Servicio Cartográfico de la India, y ambos estuvieron en servicio hasta 1874, cuando el instrumento de Cary fue reemplazado por otro de Troughton y Simms. Este último instrumento era un monstruo que pesaba 660 kg (1455 lb) con sus estuches de transporte; no fue de extrañar que se considerara demasiado pesado para transportarlo por las montañas y que fuera enviado a Sudáfrica en 1882. ^{[ 2 ]} No se fabricaron más instrumentos de gran tamaño después de 1874, ya que los continuos avances en instrumentos de precisión eclipsaron su rendimiento: a finales del siglo XIX se podía obtener una precisión de 1 segundo de arco con un instrumento de 300 mm (12 pulgadas ) . ^{[ 11 ]}