Dossier Geschichte

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Everest – the Man and the Mountainfileadmin/redaktion/download/2007/Fach/FA_12_2007_5.pdf (Geomatik Schweiz 12/2007)

Xaver Imfeld (1853–1909): Meister der Alpentopografie (Geomatik Schweiz 9/2006)

125 Jahre Umleitung der Grossen Melchaa in den Sarnersee (Geomatik Schweiz 9/2006)

Ingenieur Richard La Nicca (1794-1883) (Geomatik Schweiz 3/2005)

Dufour Map – Spitzenkartografie in der vierten Dimension. Eine Zeitreise mit General Guillaume-Henri Dufour (Geomatik Schweiz 12/2003)

100 Jahre Geomatik Schweiz – Geomatik für unsere Zukunftfileadmin/redaktion/download/2002/Fach/FA_6_2002_1.pdf (VPK 6/2002)

100 ans de Géomatique en Suisse – La géomatique pour notre avenirfileadmin/redaktion/download/2002/Fach/FA_6_2002_2.pdf (MPG 6/2002)

Expo.02 über Wasser – dank der Juragewässer-Korrektion (VPK 6/2002)

Kartographische Vermessung der Alpen im 19. Jahrhundert (VPK 4/2002)

Geburtsstunde des wissenschaftlichen Alpenpanoramas (VPK 2/2002)

E10 – das letzte bei Kern in Aarau entwickelte Vermessungsinstrument (VPK 4/2001)

Teilmaschinen der Firma Kern, Aarau (VPK 4/2001)

Zwei historische Vermessungsinstrumente: Doppelkamera Wild und Messtheodolit der L+T (VPK 4/2001)

Zur Bedeutung der Technikgeschichte (VPK 4/2001)

Le développement du Service topographique suisse (MPG 4/2001)

Tradition geodätischer Instrumente in Tschechien (VPK 4/2001)

The Struve Geodetic Arc (VPK 5/2000)

 


E10 – das letzte bei Kern in Aarau entwickelte Vermessungsinstrument

Der E10 war das letzte bei Kern in Aarau/Schweiz entwickelte Vermessungsinstrument. In diesem Artikel werden das Konzept der Instrumentenfamilie E10, einige technische Details und das Ende der Entwicklung im Jahre 1988 als technisch-historische Dokumentation dargestellt.

R. Gottwald

Der Hintergrund

Es ist in Fachkreisen mehrheitlich bekannt, dass am 13. Mai 1988 (Freitag!) das Ende der damals mehr als 170-jährigen Geschichte der Kern&Co.AG in Aarau/CH eingeleitet wurde. Der Hauptkonkurrent Wild Heerbrugg übernahm die Aktienmehrheit von Kern und ein aufreibender Integrationsprozess in den Wild-Leitz Konzern begann. Diskussionen und Vermutungen über Hintergründe und Zielsetzungen dieser Transaktion gab es (und gibt es noch immer) viele. Weitaus weniger bekannt ist, dass seit 1986 bei Kern mit Hochdruck an der Entwicklung und Realisierung einer neuen und zukunftsorientierten Familie elektronischer Theodolite und Tachymeter als Nachfolger der E1/E2/DM-Instrumente gearbeitet wurde. Diese Entwicklung stand im Mai 1988 kurz vor der Fertigstellung erster Prototypen. Das Konzept der 'Familie "Kern E10"', die wesentlichen technischen Neuerungen und das relativ dramatische Ende sollen hier – obwohl gerade erst 12 Jahre alt – im Sinne einer technisch-historischen Dokumentation dargestellt werden.

Die Ausgangslage 1985

Kern war 1985 mit den elektronischen Theodoliten E1 und E2 und dem modularen Distanzmesser DM50x mit einer präzisen und bewährten Theodolit- und Tachymeter-Familie auf dem Weltmarkt präsent. Technische Neuentwicklungen in Sensorik und Informatik, sowie der vor allem durch japanische Konkurrenten verursachte ständig wachsende Preisdruck, führten bei Kern in Marketing und F&E zu Grundsatzüberlegungen über eine technologisch hochstehende, kostenoptimierte und damit wieder konkurrenzfähige Nachfolgegeneration elektronischer Tachymeter. Im Oktober 1985 wurde von der Geschäftsleitung eine interne Projektstudie 'Nachfolgeinstrumente E1/E2' in Auftrag gegeben, die neben einer Marktanalyse die Erarbeitung von Grundlagen für ein Pflichtenheft zur Produktentwicklung einer Nachfolgegeneration zum E1/E2 zum Inhalt hatte. Bereits im Februar 1986 war das Pflichtenheft für die Produkteentwicklung fertiggestellt. Unter der Projektnummer 1105 und mit dem Projektnamen 'E10' für den ersten Spross der neuen Instrumentenfamilie begann man umgehend mit deren Entwicklung.

Das Konzept

Das Konzept (Pflichtenheft) sah eine grundsätzliche Trennung von Sensorik (Richtungen, Vertikalwinkel, Distanzen, Stehachsneigung,...) und einer vom Benutzer wechselbaren, aber am Sensorteil ergonomisch angeordneten Bedienungsoberfläche (Applikations- und Informatikteil) vor (= externe/benutzerseitige Modularität).

Funktions- und Sensorkomponenten, teilweise mit unterschiedlicher Funktionalität (z.B. Achstriebe manuell mit Klemme/Feintrieb oder motorisiert endlos) und in unterschiedlichen Genauigkeitsstufen waren als eigenständige, prüf- und austauschbare Funktionseinheiten aufgebaut, die dann zum Gesamtsystem zusammengesetzt werden mussten (= interne Modularität).

Die Bedienung erfolgte in einer ersten Ausführung mit einem Keyboard mit Numerik- und Steuertasten und einer a -numerischen Anzeige. Eine sinnfällige und logisch strukturierte Menuführung in verschiedenen - vom Benutzer wählbaren - Sprachen sollte dem Anwender eine einfache Handhabung des Sensors, der verschiedenen vorgesehenen Standard-Applikationsmodule, der benutzerseitig erstellbaren Applikationen und des gesamten Datenmanagements ermöglichen. Durch entsprechend konzipierte und genormte bidirektionale Schnittstellen und externe Steuerungsmöglichkeiten sollte ausserdem eine optimale Integrierbarkeit in übergeordnete Messsysteme gewährleistet werden (= 'Systemtheodolit, Systemtachymeter').

Bei der Realisierung war zudem auf eine ergonomisch optimierte Bedienung, eine professionell gestaltete äussere Form und eine grosse Servicefreundlichkeit zu achten. Die Anzahl der für ein Instrument benötigen Einzelteile und Baugruppen, die Durchlaufzeiten in der Produktion und damit die Herstellungskosten sollten gegenüber der E1/E2-Familie deutlich reduziert werden. Im Pflichtenheft wurden dazu die zu erreichenden quantitativen Vorgaben im Detail festgelegt.

Die Instrumentenfamilie sollte aus den folgenden ‚Mitgliedern’ bestehen :

E10 Basisvariante (1 mgon)
- Theodolit E10
- Tachymeter ED10 (mit koaxialem EDM)
- Tachymeter E10/DM50x (zur Sicherstellung der Rückwärtskompatibilität mit den DM50x-Moduldistanzmessern)

E0 Low Cost Variante (3 - 5 mgon)
- Theodolit E0, Tachymeter ED0

E20 Präzisions Variante (0.3 mgon)
- Theodolit E20, Tachymeter ED20

E30 High End Variante (0.1 mgon, speziell für Anwendungen in Ingenieurgeodäsie und industrieller Messtechnik)
- Theodolit E30, (Tachymeter ED30)

Als erstes Mitglied der Familie sollte der E10 realisiert und 1988 mit ersten Instrumenten verfügbar sein.

Die Realisierung

Infolge der sehr hochgesteckten technologischen und ökonomischen Projektziele und wegen des enormen Zeitdrucks - Prototypen sollten nach 24 Monaten Entwicklungszeit zur Verfügung stehen - entschloss man sich zu einer bis anhin eher unkonventionellen Projektabwicklung. Parallelisierbare Prozesse wurden soweit möglich unter kalkulierbarer Erhöhung des Projektrisikos parallel in Angriff genommen und abgewickelt. Fabrikation, technische Arbeitsvorbereitung, Werkzeug- und Vorrichtungsbau, technischer Kundendienst und weitere Stellen wurden schon sehr früh aktiv in das Projekt eingebunden.

Design und Ergonomie

Die äussere Gestaltung des Instruments sowie die Anordnung und Ausgestaltung der Bedienungselemente inkl. des Applikations- und Informatik-Terminals wurde in enger Zusammenarbeit zwischen Entwicklungs-Ingenieuren und einem professionellen Industrie-Designer vorgenommen. Abbildung 1 zeigt in zwei Ansichten das definitive Design- und Gestaltungsmodell. Bemerkenswert ist die Anordnung von Display und Keyboard (Terminal). Es ist mit dem Sensorteil fest verbunden und bildet vom optischen Eindruck her mit dem Sensorteil eine Einheit. Es enthält auf einem Speichermodul die Systemintelligenz (z.B. Anwendungsprogramme) und kommuniziert über eine Schnittstelle mit dem Sensorprozessor. Vom Anwender konnte es über einen Verriegelungsmechanismus vom Sensorteil gelöst und durch ein z.B. später mit neuerer Technologie ausgestattetes Modul ausgewechselt werden. Ebenso war der Betrieb mit nur einem Terminal oder ohne Terminal (mit 2 Blinddeckeln) in einem von einem externen Computer gesteuerten System möglich.

Technik

Abbildung 2 zeigt den E10 im Schnitt (ohne Griff und ohne Horizontierteil/Zwangs-zentrierung 'Multibase'). Deutlich erkennbar sind neben der internen Modularität (z.B. das Kompensator-Modul) weitere seinerzeit im geodätischen Instrumentenbau richtungsweisende technische Neuerungen. Die beiden wichtigsten sind hier aufgeführt:

  • Das HZ- und V-Kreismesssystem basiert auf dem im E1/E2 bewährten Inkrementalverfahren aber als quasi-absolutes System, mit mehreren auf dem Kreis verteilten Referenzmarken. Im E10 wird ein diametraler Kreisabgriff mit 2 unabhängigen Abriffgruppen verwendet. Eine optische Abbildung der beiden Kreisstellen aufeinander ist nicht mehr nötig. Die Realisierung von Instrumenten mit einer oder mit mehreren (z.B. 4) Ablesestellen (-> verschiedene Genauigkeitsklassen) ist problemlos möglich.
  • Die Stütze des Instruments ist optimiert auf ihre stützende und genauigkeitsgebende Funktion (Stabilität). Die bislang bei Vermessungsinstrumenten von der Stützte ebenfalls übernommene Schutzfunktion gegen Umwelteinflüsse (Schmutz, Staub, Feuchtigkeit) wird von einer Kunststoffummantelung, die auch dem Instrument die äussere Form gibt, übernommen. Auf diese Weise kann die Justierung und Feinabstimmung des fertig montierten Instruments wesentlich vereinfacht werden. Damit sich die unterschiedlichen Ausdehnungseigenschaften von Metall und Kunststoff nicht destabilisierend auf das Messsystem auswirken können, sind beide Komponenten mechanisch so miteinander verbunden, dass gegenseitige Bewegungen und Verschiebungen in alle Richtungen möglich sind, ohne dass ein instabiler und für den Anwender negativer Eindruck entsteht. Die Montage der Einzelteile zur Gesamthülle erfolgt über Schnappverschlüsse mit einem speziell entwickelten und geprüften Dichtungssystem.

Bedienungskonzept

Im Abschnitt 'Konzept' sind die wesentlichen Elemente des Bedienungskonzepts bereits umschrieben. Die E10-Prototypen waren mit dem 'Terminal-Grundmodul TR10' mit 21 Tasten und einem beleuchtbaren 4 zeiligen LCD-Display (20 Zeichen pro Zeile) ausgestattet. Abbildung 3 zeigt in einer Frontansicht das Terminal 'TR10'

Der relativ grosse Abstand zwischen den Funktionstasten F1 - F4 im Tastenfeld rechts ist durch das im TR10 integrierte Speichermodul für die terminalorientierte Bedienungs- und die Anwendungssoftware verursacht. Die verschiedenen Betriebs- und Messmodi (z.B. Mess-, Eingabe-, Parameter/Menu-, Help-Modus) konnten über eine sinnfällige Bedienerführung in der gewünschten Sprache angewählt und ausgeführt werden. Als Speichermedium für Daten und Programme sollten RAM-Module im Kreditkartenformat (die Vorläufer der heutigen PC-Cards) mit 128 kByte Speicherkapazität dienen. Die Verbindung mit der Sensoreinheit erfolgte über das Terminal-Speichermodul TR12. Für künftige Entwicklungen war das Modul 'TRxx' vorgesehen, welches durch die nicht vorgegebene Dimensionsbeschränkung neue Bildschirmtechnologien (z.B. Touch-Screens oder Colour-LCD) und/oder alpha-numerische Keyboards hätte beinhalten können.

Das Ende

Nach der Übernahme der Kern&Co.AG durch die Wild Heerbrugg am 13.5.1988 wurde in kleinen Projektteams (Merger-Projekt) die künftige Ausrichtung der beiden Wild-Leitz Gesellschaften erarbeitet. Unterstützt durch die neue vom Wild-Leitz Konzern in Aarau eingesetzte Geschäftsleitung wurde gleichzeitig unvermindert an der Entwicklung des E10 weitergearbeitet. Am 24. August 1988, mit etwa 4 Monaten Verspätung gegenüber dem 1986 aufgestellten ursprünglichen Projektzeitplan konnte der erste Prototyp E10 der Geschäftsleitung und einem ausgewählten Kreis von Mitarbeitern vorgestellt werden. Die im Pflichtenheft festgelegten technischen Ziele waren erreicht. Eine erste Kalkulation der Herstellungskosten zeigte, dass man auch hier die hochgesteckten Vorgaben erreichen würde. Die Euphorie war (noch) gross, obwohl sich bereits sehr dunkle Wolken am Horizont zeigten.

Nur sechs Tage später, am 30. August 1988, traf dann die Wild-Leitz Konzernleitung aufgrund der Arbeiten der 'Merger-Projekt-Gruppen' ihre Entscheidungen :

  • Alle Aktivitäten in den Bereichen Photogrammetrie, Industriellen Messtechnik und Geoinformatik werden bei Kern Aarau konzentriert.
  • Alle Aktivitäten im Bereich der Geodäsie werden bei Wild in Heerbrugg konzentriert.
  • Für den E10 bedeutete das (Auszug aus der Entscheidung der Konzernleitung):
  • Der E10 wird als Produkt nicht realisiert.
  • Die innovativen konstruktiven und funktionalen Ideen werden in die Entwicklung neuer Wild Theodolite einfliessen.
  • Der Kompensator wird als eigenständiger Neigungsmesser (elektronische Libelle) fertiggestellt.

Nach dieser Entscheidung wurden die noch in Vorbereitung befindlichen weiteren Prototypen (total 5) fertiggestellt, das Projekt 1105 danach abgeschlossen und Prototyp Nr.1 der ‚Sammlung Kern’ im Aarauer Stadtmuseum übergeben, wo er heute zu besichtigen ist. Die Studie zur Erarbeitung des Designs mit verschiedenen Modellvarianten und einer Photodokumentation wurde der Sammlung des ‚Museums für Gestaltung’ in Zürich zur Verfügung gestellt. Der Kompensator des E10 wurde innerhalb nur weniger Wochen zu einer eigenständigen elektronischen 2-Achs-Libelle weiterentwickelt - dem Nivel20 (Anmerkung: Das Nivel20 ist noch heute ein Leica IMS-Produkt). Eine Beurteilung, ob die konstruktiven und funktionalen Ideen des E10 wirklich innovativ waren, sei an dieser Stelle dem geschätzten Leser überlassen. Ob diese Ideen – wie von der damaligen Wild-Leitz Konzernleitung gewünscht - in neue Leica Theodolite und Tachymeter eingeflossen sind, sei dahingestellt.

Fakt aus heutiger Sicht ist :

  • Die Verwendung von Kunststoffen im geodätischen Instrumentenbau ist heute weit verbreitet, allerdings nicht in einer so umfassenden Form, wie es beim E10 vorgesehen war.
  • Menuesteuerung, alpha-numerische Displays und Keyboards, mehrsprachige Bedienungsoberfläche und PC-Karten als Speichermedium sind heute bei fast allen Instrumentenfirmen und deren Produkten zum Standard geworden.
  • Die konsequente externe Modularisierung und die Trennung von Sensor und Bedienungsteil findet man heute allerdings nur bei einem Systemhersteller.

Prof. Dr. Reinhard Gottwald
FHBB Fachhochschule beider Basel
Abteilung Vermessung und Geoinformation
Gründenstrasse 40
CH-4132 Muttenz
r.gottwald@fhbb.ch

Vollständige Version siehe VPK 4/2001
Bestellung VPK: verlag@geomatik.ch


Theodolite werden erst zu Messinstrumenten, wenn an ihren mechanischen Drehachsen Teilkreise angebracht sind. Die Teilkreise tragen Skalen aus Strichen, die in einer Ebene radial auf einem Kreis angeordnet sind, wobei der Umfang des Kreises in eine Anzahl gleicher Teile unterteilt ist. Anstelle der Striche können auch andere, dem Verwendungszweck der Skala entsprechende Marken verwendet werden. Damit entwirrt sich auch die Terminologie: Teilkreise sind Bauteile von Theodoliten, Kreisteilungen liefern die Messwerte. Im Gebrauch stehen die Unterteilungen des Kreisumfangs in 360, in 400 und in 6400 Teile, mit den Einheiten °, gon und 0/00.

Heinz Aeschlimann

Besonderheiten von Kreisteilungen

Die Kreisteilung nimmt unter allen Einheiten in Physik und Technik eine Sonderstellung ein, da ihre Einheit nicht physikalisch, wie z.B. Meter, Sekunde oder Ampère, sondern mathematisch als Bruchteil des Umfangs eines Kreises, d.h. eines endlichen Messbereichs definiert ist. Kreisteilungen müssen somit nicht anhand eines physikalisch definierten Einheits-Normals geeicht werden.

Die Summe aller Teilungsintervalle schliesst den Kreisumfang lückenlos und – als wesentlichste Konsequenz – die Summe der Fehler aller Teilungsintervalle ist null, da andernfalls die aneinandergereihten fehlerhaften Intervalle den Kreis nicht lückenlos schliessen würden. Von den Intervallfehlern kann auf die Fehler der Teilstriche geschlossen werden. Dazu stelle man sich eine fehlerlose Teilung vor, die der vorliegenden fehlerhaften Teilung in einer Weise überlagert wird, dass die Summe der Fehler aller Striche ebenfalls null wird. Damit wird deutlich, dass grundsätzlich die Möglichkeit besteht, die Einflüsse von Fehlern einer Kreisteilung auf Messungen in aller Strenge zu beseitigen. Der Aufwand ist bei manueller Messung zwar unverhältnismässig gross, aber die grundsätzliche Möglichkeit ist bemerkenswert. Die Messungen müssen nur mit allen Teilstrichen wiederholt und gemittelt werden. Da die Messstellen am Teilkreis im allgemeinen nicht auf die einzelnen Teilstriche fallen, wird ein messtechnisches Hilfsmittel vorausgesetzt, das Bruchteile einer Teilungseinheit fehlerlos zu messen gestattet. Damit kann eine nicht genau auf einen Strich der Teilung fallende Messstelle auf den in Zählrichtung der Teilstriche vorangehenden Strich bezogen werden. Derartige Hilfsmittel sind bekanntermassen elektronische oder optische Mikrometer.

Wird beispielsweise ein Winkel wiederholt mit jeweils verdrehtem Teilkreis gemessen, so dass jeder Schenkel einmal in jedes Teilungsintervall fällt, so werden an jedem Schenkel mit dem Mikrometer einmal die Abweichungen des Messwertes von einem ganzen Intervall, aber auch die Fehler des in Zählrichtung der Intervalle vorangehenden Teilstriches gemessen. Da die Summe der Fehler aller Teilstriche null ist, so ist die Summe der Ablesungen an jedem Schenkel, und damit auch das Mittel, frei von Teilungsfehlern. Auf dieser Überlegung beruhen die von Sercel, Nantes, entwickelten und von Leica, Heerbrugg, in den Theodoliten der Reihen T2000 und T3000 eingebauten elektronischen Systeme zur Generierung der Messwerte.

Methoden und Maschinen für Kreisteilungen

1565 Drehbank-Teilscheibe. Mathematisch-Physikalischer Salon, Dresden.

1667 Richard Townley. Erste bekannte Teilmaschine.

1724 J. Leupold. Zahnrad-Fräsmaschine für Uhrräder.

1758 Georg Friedrich Brander (1713-1783). Kreisteilmaschine.

1767 John Bird (1709-1776). Herstellung der Teilung eines Mauerquadranten, Radius einige Fuss. Teilungsmethode: Stangenzirkel zur Konstruktion von Winkeln kombiniert mit trigonometrischer Berechnung von Sehnen.

1775 Jesse Ramsden (1735-1800). Teilmaschine zum direkten Teilen in Intervalle von 1''. Nach eigenen Angaben von Ramsden war die Maschine instabil (in: Description of an engine for dividing mathematical instruments, London 1777).

1800 Georg Reichenbach (1771-1825). Zahnrad mit Schneckengetriebe. Deutsches Museum München.

1823 Ulrich Schenk, Worblaufen, bietet seine Teilmaschine der Sternwarte Bern zum Kauf an. Schenk absolvierte, wie später auch Jakob Kern, bei Reichenbach in München eine Lehre, wo er sich offenbar auch das Prinzip der Reichenbachschen Teilmaschine merkte. Wegen Aufgabe der Herstellung von Theodoliten zu Gunsten von Feuerspritzen verkaufte er damals sein Werkstattinventar.

1889 Gustav Heyde, Dresden, später VEB Feinmess Dresden (DDR). Globoid-Schnecke mit simultanem Eingriff an verschiedenen Zähnen. Gegenwärtige Aktivität nicht bekannt.

Eine alte Methode zur Herstellung von Kreisteilungen beruht auf der Konstruktion von Winkeln mit Zirkel und Lineal kombiniert mit trigonometrischen Berechnungen. Mit Hilfe eines Zirkels wird der Radius auf einem Massstab abgemessen und auf dem Teilungsträger die Winkel von 60° konstruiert. Durch Halbieren entstehen Winkel von 30° und 15°. Die weitere Unterteilung erfolgt durch Abtragen von trigonometrisch berechneten Sehnen, die auf demselben Massstab abgemessen werden, wie der Teilungsradius zu Beginn des Verfahrens.

Schneckengetriebe sind seit etwa 200 Jahren bekannt als genaue Hilfsmittel für die Erzeugung eines Teilungsintervalls. Eine Umdrehung der Schnecke bewegt einen eingreifenden Zahn um eine Ganghöhe weiter. Durch Verändern der Eingriffstiefe der Zähne eines Zahnrades in der Schnecke kann in gewissen Grenzen der Vorschub so abgestimmt werden, dass eine ganze Anzahl Umdrehungen der Schnecke genau eine Umdrehung des Zahnrades ergibt. Ergeben 360 Umdrehungen der Schnecke genau eine Umdrehung des Zahnrades, so ergibt eine Umdrehung der Schnecke 1°. Dazu muss das Zahnrad 360 Zähne aufweisen. Ein Zahnrad von 1080 Zähnen ergibt bei jeder Drehung der Schnecke ein Intervall von 20'. Die Teilstriche sind unabhängig von der Spindel, da sie für jeden Strich die gleichen Lage einnimmt. Für 400gon-Maschinen geht man von 1000 Zähnen aus, damit erfordern 20c-Intervalle halbe Drehungen der Schnecke. Durch geeigneten Antrieb der Schnecke lassen sich jedoch auf jeder Maschine alle Teilungsintervalle erzeugen.

Fehler in der Verzahnung des Zahnrades werden in der Kreisteilung getreulich wiedergegeben. Obwohl eine anhand von Probemessungen dimensionierte Korrekturvorrichtung die Verzahnungsfehler grösstenteils eliminiert, sind doch möglichst kleine Verzahnungsfehler sehr erstrebenswert. Bei Kern wurde die Verzahnung der selbst konstruierten und gebauten Teilmaschinen anhand eines vorhandenen Teilkreises mit einer eigens dafür hergestellten Vorrichtung gefräst. Nachdem die Korrekturvorrichtung der ersten Maschine in Betrieb genommen werden konnte, lieferte die Maschine genauere Kreisteilungen als jene des zum Fräsen benutzten Originals. Zum Fräsen des Zahnkranzes der nächsten Maschine wurde ein Teilkreis der vorangehenden Maschine verwendet, so dass in der Reihe der Maschinen die Genauigkeit der Verzahnung fortlaufend zunahm. Die zuletzt gebauten Maschinen K und L lieferten ohne Korrekturvorrichtung ausgezeichnete Genauigkeiten.

Teilmaschinen mit Schneckengetriebe erzeugen jede Kreisteilung neu, was zu beträchtlichen Durchlaufzeiten führen kann. Kreisteilungen werden heute fotomechanisch und in Kombination mit Dünnschicht-Technik von einem Original kopiert. Diese Verfahren liefern eine Qualität des Striches bezüglich Randschärfe und Strichbreite (< 0,001mm), die mit dem Ziehen in eine Wachsschicht mittels Stichel, gefolgt von ätzen und Einfärben nicht erreicht werden kann. Die Herstellung der immer noch benötigten Originale bleibt wie eh und je ein gut gehütetes Geheimnis.

Die Teilmaschinen der Firma Kern und die Doppelkreise

Wann Jakob Kern die ersten Kreisteilungen selbst herstellte und ob er vorher fertige Teilkreise anderswo beschaffte ist zur Zeit nicht bekannt. Wenn nicht alles täuscht, ist jedoch seine erste Teilmaschine in der Sammlung Kern des Stadtmuseums Aarau vorhanden. Damit wurden Kreisteilungen durch manuelles Einstellen Strich für Strich von einer Originalteilung kopiert. Diese Teilmaschine wurde offenbar während Jahrzehnten verwendet. Jakob Kern hielt die Ergebnisse verschiedener Versuchsteilungen in einem noch erhaltenen und mit "Unsere Teilmaschine" betitelten Heft fest. Später wurden offenbar Teilmaschinen beschafft, die mit einem Schneckengetriebe arbeiteten. In frühen Zeiten wurden die Teilungsintervalle wohl manuell an der Schnecke eingestellt und die Striche ebenfalls manuell gezogen. Seit der Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert bis in die 30er Jahre waren automatisch arbeitende Heyde-Maschinen im Gebrauch.

Etwa 1935 begann die Zusammenarbeit von Heinrich Wild (1877-1951) mit Kern für die Entwicklung seiner neuen Theodolitreihe mit Doppelkreisen. Für Kern war diese Zusammenarbeit ein Glücksfall, da Theodolite mit den bis anhin hergestellten Teilkreisen aus Metall völlig überholt waren. Die vorhandenen Heyde-Maschinen konnten offenbar für die Teilung von Glaskreisen umgebaut werden. Doch wer Wild damals gekannt hatte, musste gewärtigen – zum Wohle des Ganzen – dass er früher oder später die Mängel der damaligen Heyde-Maschinen durch eine eigene Konstruktion beheben wollte. Er bemängelte hauptsächlich die vertikale Lagerung der Achse des Zahnrades. Nach dem Stand der Mechanik in den 40er Jahren lag hier eine Verbesserung der Führungsgenauigkeit kaum in Reichweite. Wegen Durchmesserdifferenzen und Unrundheiten des geführten und des führenden Teils torkelt der auf dem Achszapfen aufgespannte Teilkreis gegenüber dem feststehenden Stichel in einem gewissen Bereich, allerdings nicht ganz zufällig, herum.

Um den Einfluss wegen Durchmesserdifferenzen zu eliminieren, legte Wild die Achse des Zahnrades waagrecht und führte die beidseitig angebrachten Zylinderzapfen in je einem Y-förmigen Lager. Damit war eine spielfreie Auflage garantiert. Zu beseitigen blieb indessen noch der Einfluss einer Abweichung der Zylinderzapfen von einem exakt kreisförmigen Querschnitt. Dazu vergegenwärtige man sich, dass die Abweichungen von einem kreisförmigen Querschnitt damals wohl gegen 10-3mm betragen konnte. Bei einem Kreisradius von 50mm (DKM3) verursacht eine Unrundheit von 10-3mm durch Herumtorkeln des Teilkreises im ungünstigsten Fall einen Winkelfehler von 13cc. Der Einfluss des Torkelfehlers kann während des Teilvorganges nicht direkt unterdrückt, jedoch für die spätere Elimination in Theodolit berücksichtigt werden. Dazu ziehen zwei diametral angeordnete Stichel gleichzeitig je einen Strich. Zur Begründung folgende Überlegung: Der den Rohling des Teilkreises tragende Achszapfen sei nicht ideal kreiszylindrisch, er liege im Y-Lager beispielsweise auf einem Buckel auf. Der Achszapfen, und damit auch der zu teilende Teilkreis, wird dadurch leicht auf eine Seite gedrückt. Beide Stichel ziehen somit gleichzeitig je einen um denselben Betrag auf die gleiche Seite verschobenen Strich. Im Sinne der Bezifferung der Teilstriche wird einer der Striche beispielsweise in Richtung grösserer, der diametral gegenüberliegende hingegen um denselben Betrag in Richtung kleinerer Messwerte verschoben. Nach dem Einbau des Teilkreises im Theodolit werden durch die Abbildung diametraler Kreisstellen zwei Ausschnitte der Teilung aufeinander abgebildet, die je einen um den gleichen Betrag zu grossen oder zu kleinen Messwert ergeben. Das Mittel ist somit frei vom Einfluss des erwähnten Buckels. Die genauen Verhältnisse sind verwickelter, einerseits weil die Radien der Kreisteilungen nicht gleich sind, andererseits weil das grosse Zahnrad nicht parallel zur Ausgangslage über Buckel und Vertiefungen hinweggleitet.

Die diametralen Stichel sind in leicht verschiedenen Abständen vom Achszapfen angebracht. Die nach einem Durchgang entstandenen konzentrischen zwei Kreise wurden Doppelkreise genannt, was in der Bezeichnung der Theodolite durch das führende DK hervorgehoben wurde. Mit Doppelkreisen konnten ausserdem bestimmte Ablesekriterien verwirklicht werden, die im Zeitalter der optischen Theodolite nicht ohne Bedeutung waren, so etwa die Einstellung einer einfachen Teilung in die Mitte von Doppelstrichen der andern Teilung.

Epilog

1946 wurde die Teilmaschine B gebaut, die älteste in der Sammlung Kern vorhandene Teilmaschine dieses Typs. Insgesamt liefen sechs derartige, bis auf den Antrieb baugleiche Maschinen. Sie lieferten hervorragende Genauigkeiten. Mit diesen Maschinen wurden bis etwa 1980 die Kreisteilungen der gesamten Produktion mit Sticheln in Wachs gezogen. Später brauchte man sie noch für die Produktion der Teilkreise der auslaufenden optisch-mechanischen Theodolite. Die zu diesem Zeitpunkt eingeführten elektronischen Theodolite E2 und E1 verfügten über kopierte Kreise eines auswärtigen Lieferanten.

Die Konstruktion der Maschinen lag zuerst in den Händen von Rudolf Haller, der seit 1935 die technische Seite der Zusammenarbeit mit Heinrich Wild wahrnahm. Wegen anderweitiger Auslastung übergab er die Weiterarbeit an Fritz Hinden. Beide wirkten später nacheinander als Chefkonstrukteure. In der frühen 70er Jahren betreute Hans Koch, der Konstrukteur des DKM2-A und des E2, den Bau der letzten Maschinen.

Als Verfasser des vorliegenden Berichtes bleibt mir noch Rudolf Haller und Bruno Erb für ihre Erklärungen und Erläuterungen zu danken. Ohne sie wäre ich verloren gewesen. Bruno Erb hat von 1965-1973 als Operateur mit den sechs vorhandenen Maschinen die Teilkreise für alle bei Kern produzierten Theodolite und Nivelliere hergestellt. Es waren im Jahr um die 8000 Kreise.

Dr. Heinz Aeschlimann
Adelbändli 11
CH-5000 Aarau

Vollständige Version siehe VPK 4/2001
Bestellung VPK: verlag@geomatik.ch


Zwei historische Vermessungsinstrumente: Doppelkamera Wild und Messtheodolit der L+T

Vorgestellt werden zwei historische Vermessungsinstrumente: Eine Doppelkamera von Wild für photogrammetrische Luftaufnahmen und ein Messtheodolit für die Bestimmung von Brennweiten.

Deux instruments de mensuration historiques sont présentés: une double caméra de Wild pour des vues aériennes photogrammétriques et un théodolite de mensuration pour la détermination de la distance focale.

Qui di seguito si presentano due strumenti di misurazione storici: una doppia camera della Wild per riprese fotogrammetriche aeree e un teodolite per la determinazione di distanze focali.

P. Fülscher

Doppelkamera Wild im Fliegermuseum Dübendorf

Damit die Bedeutung der Doppelkamera Wild verständlich wird, müssen frühere Dispositionen von Luftaufnahmen erklärt werden. Wild hat seinerzeit die Kamera des Phototheodolits etwas angepasst, so dass Flugaufnahmen möglich wurden. Eine solche Kamera ist im Landesarchiv Glarus zu sehen. Kamerakonstante 163 mm, Format 10/15 cm. Eine Kassette für sechs Photoplatten, solide Handgriffe, ein grosser Verschlusshebel etc. waren u.a. neu.

Mit dieser Kamera wurde freihändig über Bord photographiert. Mit einem primitiven Sucher mussten die Bildausschnitte angezielt werden. Die Orientierung musste «nach Gefühl» gemacht werden. Beim Start des Flugzeuges konnte man nur sagen:«Mit Gottes Hilfe fallen Sie nicht aus dem Flugzeug und zielen Sie gut.» Die Aufnahmen für die ersten Versuchsmessungen in der Schweiz wurden so photographiert. Abbildung 1 mag dies belegen.

Die Mängel der Improvisation war offensichtlich. Wild änderte das Format der Kamera auf 13/13 cm. Es wurden im Flugzeugboden feste Rahmen montiert, in die die Kamera eingehängt wurde. Das gestattete die Kamera zu horizontieren und die Abdrift wegzustellen. Damit war die Grundlage für eine operative Arbeit gelegt. Damit die Bedeutung der Doppelkamera verstanden wird, muss der Flugplan, die Anordnung der Aufnahmen diskutiert werden. Am einfachsten wären senkrechte Reihenbilder. Bei dem damals kleinen Öffnungswinkel der Kameras und 60% Überdeckung hätte es sehr viele Aufnahmen gebraucht. Zudem wäre die empirische Bestimmung der Konvergenz sehr ungenau gewesen. An Aerotriangulationen dachte man noch nicht.

Also wären auch sehr viele Passpunkte im Feld zu bestimmen. Aus diesen Gründen suchte man eine 100% Überdeckung der beiden Bilder zu erreichen. Wild hat «normal-konvergente» Aufnahmen vorgesehen, d.h. die erste Aufnahme senkrecht, die zweite so weit geneigt, dass sie praktisch das Gebiet der ersten Photo überdeckt. An der Kamera waren Visiere montiert, mit denen die Hauptpunkte der Bilder im Gelände anvisiert wurden. Abbildung 4 zeigt das Prinzip.

Zeiss hat doppelt konvergente Aufnahmen vorgesehen, d.h. es wurden zwei Kameras geneigt aneinander gebaut. Abbildung 5 zeigt die Vorteile dieser Anordnung. Es wäre denkbar, dass die gegenseitige Lage der beiden Kameras genau bestimmt würden. Kennt man die Lage der ersten, so wäre auch die Lage der zweiten bekannt. So viel ich gehört habe, wurde dieser Vorteil nicht benutzt.

Es entwickelte sich eine grosse und lange Diskussion über die Vorteile dieser oder jener Aufnahmedisposition. Die Nachfolger von Wild in Heerbrugg wehrten sich immer gegen die doppelt konvergenten Aufnahmen. Während Bosshart in St. Gallen in den 50er Jahren noch mit der Zeiss Doppelkamera arbeitete. Die Diskussion ist heute durch die moderne Technik überholt worden.

Das wichtigste Argument für oder gegen Konvergenz war der Einblick ins Gelände, vor allem in gebirgigen Gelände. Woher hatte Wild die nötige Kenntnis und Erfahrung? Es gab Gerüchte, dass Wild eine doppelt konvergente Kamera gebaut hatte. Jahre lang fand sich kein Beleg dafür, weder eine Publikation, noch Konstruktionszeichnungen, noch irgend ein anderer Hinweis. Bis ich durch Zufall im Fliegermuseum Dübendorf auf eine entsprechende Kamera stiess, die ich hier vorstellen kann.

Wild benutzte seine damalige Fliegerkamera C2: Kamerakonstante 163 mm, Format 13/13 cm. Daraus folgt ein Öffnungswinkel ca. 48°. Zwei Kameras wurden zusammengebaut und in einem festen Rahmen montiert. Die gegenseitige Neigung der Kameras ca. 26°. Natürlich sind die Möglichkeiten zur Horizontierung und Regelung der Abdrift gegeben. Mit dem Verschlusshebel werden synchron beide Verschlüsse bedient. Es fehlen die Kassetten für die Photoplatten. Die Doppelkamera von Wild wurde vermutlich nur einmal zu Versuchen eingesetzt. Da das Projekt weiter nicht verfolgt wurde, ging die Kamera vergessen und blieb dann bei den Fliegertruppen (diese machten die ersten Luftaufnahmen in der Schweiz) in Dübendorf liegen. Wie gesagt, es wurden keine Unterlagen über die Doppelkamera gefunden. Ich kann nur hoffen, dass ich nicht zu viel daneben spekuliert habe. Herrn Lareida vom Fliegermuseum Dübendorf möchte ich für seine Unterstützung bestens danken.

Ein Problem habe ich nur kurz angedeutet: Wie waren die Überdeckungsregler früher gebaut? Die erste Aufnahme zeigt, wie mit primitivsten Suchern die Aufnahme gezielt wurde. Eine zweite Skizze zeigt ein primitives Zielsystem, wie es Wild für seine normalkonvergente Aufnahme vorgesehen hatte. Zeiss brachte einen kleinen Propeller an der Aussenseite des Flugzeuges an, mit dem er die Fluggeschwindigkeit mass. Eine spezielle Sucherkamera verbunden mit einem speziellen Mechanismus regelte die Überdeckung. Ohne solche Hilfsmittel musste der Zeitabstand der Aufnahmen aufgrund der Flughöhen und -geschwindigkeiten berechnet werden. Dafür wurden spezielle Rechenscheiben entwickelt. Herr Heinz Joss besitzt solche Scheiben für die F/K24-Kameras und kann sie zeigen. F/K24 waren Kodak Kameras die seinerzeit in den Venom-Flugzeugen eingebaut waren und senkrechte Aufnahmen machten. Der Pilot musste mit einem Aug pilotieren, mit dem anderen hing er am Sucherfernrohr der Kamera. Der zeitliche Abstand der Aufnahmen wurde mit den erwähnten Rechenscheiben bestimmt.

Messtheodolit des Bundesamtes für Landestopographie

Im Inventar des Bundesamtes für Lan-destopographie war ein «Messtheodolit» aufgeführt. Wir hofften auf eine erste Ver-suchskonstruktion eines Theodoliten von H. Wild. Anstatt dessen fanden wir ein Instrument, das am ehesten an die Bildmesstheodolite von Koppe erinnerte. Inventarblatt und Anschrift deuteten sofort auf Wild als Urheber, ebenso die Konstruktionselemente. Der erste Blick zeigt einen soliden Fuss, der auf drei Fussschrauben steht, wie sie vom Theodolit T3 her bekannt sind. Zuoberst ist ein Kamerakorb gleich denjenigen vom Autograph A2. Unterhalb des Kamerakorbes ist ein Ablesemikroskop mit einer Winkelteilung und Ablesung à la T3.

Das Ablesemikroskop ist eine Achse, an der ein Fernrohr angehängt ist, das um diese Achse gedreht werden kann. In der Verlängerung das Fernrohrs ist ein Kameraprisma, ähnlich wie beim A2, das den horizontalen Einblick in die Vertikale umlenkt und so die Betrachtung der Aufnahmen ermöglicht. Die Kamerakonstanten wurden durch Verschieben der Objektive eingestellt. Es war dasselbe Vorgehen wie beim Autograph erforderlich. Der Hauptpunkt der Objektive lag damit nicht in der Kippachse des Fernrohrs, d.h. die gemessenen Winkel entsprechen nicht dem Winkel während der Aufnahme. Das war ein Nachteil der wahrscheinlich durch die Verwendung gleichartiger Objektive bei der Aufnahme und der Auswertung kompensiert wurde. Damit konnten die damals noch grossen Verzeichnungen der Objektive aufgehoben werden.

Es sind zwei Drehungen möglich zum Ausmessen der Bilder:
1. Fernrohr und Prisma drehen sich um die Achse des Ablesemikroskopes
2. die Kamera lässt sich um die eigene Achse drehen.
Der Winkel beider Rotationen ist ablesbar. Die erste Rotation ergibt eine Bewegung des Bildes von links nach rechts. Kennt man die Bildweite und liest den Winkel ab, so kann einfach die Distanz Zentrum–Punkt berechnet werden. Die zweite Rotation ergibt die Möglichkeit, die Richtung Zentrum–Punkt, d.h. die Polarkoordinaten zu bestimmen. Koppe, Hugershoff etc. bestimmten mit ihren Bildmesstheodoliten Winkel. Wild bestimmte mit seiner Konstruktion im Gegensatz dazu Bildkoordinaten. Zwei Details zeigen die Raffinesse der Konstruktion: Die Abkröpfung im Fernrohr ermöglicht eine Drehung der T-Marke, so dass diese immer aufrecht im Bild erscheint. Beleuchtungsprisma und Teilkreisablesungen sind wie beim T3, und mittels eines Knopfes kann von einer auf die andere Ablesung umgestellt werden, entsprechend den Ablesungen der horizontalen und vertikalen Winkel.

Für welche Arbeiten das Instrument gebaut wurde, konnte nicht mehr festgestellt werden. Das Instrument wurde 1929 gebaut. Damals existierten die ersten Autographen A2, neben entsprechenden Zeiss-Geräten. Das Messen von Bildkoordinaten ist also schon überholt. Ich erhielt einen Hinweis, der mich vermuten lässt, dass mit dem Instrument Brennweiten bestimmt wurden. Die Vermutung wird durch Hugershoff, Koppe und anderen bestätigt. Sie hatten ähnliche Geräte zur Prüfung der Kameras gebaut, aber auch zur rechnerischen Auswertung von Photos.

Peter Fülscher
St. Jakobstrasse 2
CH-4147 Aesch

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Zur Bedeutung der Technikgeschichte

Der Autor geht folgenden Fragen nach: Wie steht man heute im Allgemeinen zur Geschichte und insbesondere zur Technikgeschichte? Welchen Gewinn bringt es, sich mit der Geschichte der Technik zu beschäftigen? Nach welchen Massstäben sind Ereignisse und Zusammenhänge der Technikgeschichte zu beurteilen?

L'auteur approfondit les questions suivantes: Quelle est aujourd'hui notre position générale vis-à-vis de l'histoire et notamment vis-à-vis de l'histoire de la technique? Quel est l'avantage de s'occuper de l'histoire de la technique? D'après quels critères faut-il juger les événements et les relations de l'histoire de la technique?

L’autore cerca di rispondere ai seguenti quesiti: Quale atteggiamento prevale oggi nei confronti della storia e, in particolare, della storia della tecnica? Quale vantaggio si ha ad occuparsi della storia della tecnica? Con quali parametri bisogna giudicare gli eventi e le correlazioni nella storia della tecnica?

H. J. Lagoda

Wie man heute zur Technikgeschichte steht

Fragen wir zunächst, welches Interesse wird heute der Geschichte entgegengebracht und warum wird sich ihr verwei-gert? Auch wenn sich wieder eine gewisse Tendenzwende feststellen lässt, so müssen wir doch sagen, dass beim Menschen des industriellen Zeitalters eine Einbusse an Kontinuität festzustellen ist, die sich als entschiedene Abwertung alles Alten darstellt. Einige Gesichtspunkte können diese Bewusstseinslage begründen und verdeutlichen:

Technischer Fortschritt

Der rapide technische Fortschritt hat unsere Aufmerksamkeit auf die Zukunft gelenkt, er hat ungeahnte Möglichkeiten für die Veränderung des Bestehenden und die Gestaltung der Zukunft erschlossen. Auch wenn der Optimismus eines unbegrenzten technischen Fortschritts inzwischen gedämpft ist, erzwingt die Technisierung unserer Lebenswelt eine dauernde Beschäftigung mit unseren Zukunftsproblemen (Bevölkerungszuwachs, Atommüll, Umweltvergiftung usw.). Man hat aufgrund dieser Umstände das Bewusstsein in einer neuen Zeit zu leben, die mit früheren Zeiten unvergleichbar ist. So kann für die heutige und die folgenden Generationen ein historisches Bewusstsein nur dann überdauern, wenn die Vergangenheit nicht als Last, die Gegenwart nicht als unerträglich empfunden und die Zukunft nicht als etwas völlig andersartiges angesehen wird.

Eigene Lebensgestaltung

In unserer freiheitlich demokratischen Gesellschaftsordnung wird die Lebensgestaltung weitgehend unserer eigenen Entscheidung überantwortet. In den oft komplexen Entscheidungssituationen fühlt sich der einzelne nicht selten überfordert, so dass er noch mit sich und seiner eigenen Situation beschäftigt ist. Er bringt daher nur schwer die notwendigen geistigen Kräfte auf, sich auch noch in vergangene Verhältnisse hineinzudenken.

Klischeehaftes Vergangenheitsbild

In den Medien wird nicht selten ein klischeehaftes Bild von der Vergangenheit vermittelt. Historische Tatbestände werden aus ihrem zeitgeschichtlichen Zusammenhang herausgerissen und mit unserem heutigen Rechts- und Humanitätsbewusstsein konfrontiert. Sie müssen dann als primitiv, unsozial, inhuman erscheinen. Positive Impulse für Gegenwart und Zukunft werden folglich von der Vergangenheit nicht erwartet. Die Geschichte dient nur als dunkler Hintergrund für die Glorifizierung der gegenwärtigen Gesellschaft, ihrer Ziele und ihrer Ideale. Gerechterweise muss festgestellt werden, dass bereits wieder ein stetig zunehmendes Interesse an der Geschichte festzustellen ist.

Restaurativer Wandel

Nachdem die systemverändernden Jugendrevolten der 60er-Jahre abgeklungen sind, nachdem die Grenzen des technischen Fortschritts und des an Konsumsteigerung orientierten Wirtschaftswachstum ins allgemeine Bewusstsein gerückt sind, hat sich ein restaurativer Wandel angebahnt, der seinen modischen Ausdruck in der Nostalgiewelle findet. In einem romantisierenden Geschichtsverständnis wird der Gegenwart, mit der man nicht mehr zurecht kommt, der Rücken zugekehrt und die Flucht in die Vergangenheit angetreten. Ferner kann man sich des Eindrucks nicht erwehren, dass die Beschäftigung mit den früheren Zuständen und den damals vorherrschenden Lebensverhältnissen weniger der Bewältigung von Gegenwartsproblemen und ihren Veränderungen dient als vielmehr eine Verdrängung der Realität ist.

Reine Sammlung von Fakten

Eine andere weit verbreitete Art des Umgangs mit der Geschichte ist die positivistische Form. Hierbei geht es in erster Linie um ein reines Fakten zusammentragen. Wer die meisten Fakten für seine Ansicht beizubringen vermag, hat damit scheinbar das Recht auf seiner Seite und damit die rechte Sicht der Dinge. Man sieht, dass bei einem solchen Vorgehen sehr zweckrational vorgegangen wird. Für die Praxis, das Leben und Zusammenwirken der Menschen bringt ein solcher Umgang mit der Geschichte der Technik nichts.

Kritische Betrachtung

Noch eine weitere sehr beliebte Form, mit der Technikgeschichte umzugehen, sei hier angesprochen. Man könnte sie die hyperkritische Betrachtungsweise nennen. Ihre Eigenart besteht darin, ausschliesslich das Negative in der Vergangenheit zu sehen und aufzuzeigen.

Alle genannten Haltungen zur Geschichte sind einseitig und damit unzulänglich. Recht verhält man sich zur Geschichte, wenn man weder aus ihr flieht noch sich in sie hineinflüchtet. Es gilt vielmehr, die Geschichte zu verstehen und aufgrund dieses Verständnisses sich selbst und den eigenen Standort zu begreifen.

Was die Beschäftigung mit der Technikgeschichte einbringt

Vom Verhältnis zur Tradition der Technik hängt für das Leben mit Technik sehr viel ab. Der Gewinn bei der Beschäftigung mit der Technikgeschichte lässt sich mit folgenden verschiedenartigen Aspekten begründen.

Motivation zur Technikpraxis

Zunächst einmal lässt sich an der Geschichte erkennen, wie die Technik sich in vielfältiger Weise verlebendigt oder auch ihr Ziel teilweise verfehlt hat. Solche Bespiele von Bewährung oder auch Nichtbewährung haben für das Technikbewusstsein und die Technikpraxis grössere Veranschaulichungs- und Motivationskraft als etwa logische Ableitungen von Wahrheiten, Techniken und sonstigen Wissenschaftsregeln. So kann die lebendige Darstellung des Lebens eines Technikers mehr bewirken als eine abstrakte Abhandlung einer bestimmten Theorie bzw. Lehre. Entsprechend gewinnt auch das Erzählen heutzutage in der Technikvermittlung eine neue Bedeutung für Lehre und Praxis.

Weitung des Wissens- und Technikhorizontes

Die Beschäftigung mit Technikgeschichte weitet zudem den Horizont des Bewusstseins über das hinaus, was den einzelnen in seiner individuellen Situation unmittelbar betrifft und von ihm als bedeutsam erfahren wird. Es hilft ihm, die Bedeutung anderer naturwissenschaftlicher/ingenieurtechnischer Erkenntnisse auf der Basis anderer menschlicher Erfahrungssituationen zu erkennen und gegebenenfalls sogar als Möglichkeit für sich selbst zu entdecken. So kann es zu einer Ausweitung, ja sogar Vertiefung des eigenen Wissens kommen. Für den alltäglichen Umgang im Vermessungswesen wird das Verstehenkönnen früherer alter Formen der Technik immer wichtiger. Nur so wird man unseren Vorgängern (Vätern), für die diese Technik bestimmt war, gerecht werden können und darüber hinaus die heutige Technik für sich selbst begreifen lernen.

Kritikfähigkeit gegenüber dem Überkommenen

Weiter fördert die Beschäftigung mit Technikgeschichte eine kritische Einstellung zum überlieferten Gegenwärtigen. Es lehrt zu unterscheiden zwischen Bewährtem und Überlebtem. Eine solche Sicht schärft mit dem Verständnis für das Relativ-Zeitbedingte auch den Blick für das Bleibend-Tragfähige. So kann sie lehren, andere Interpretationen und Praktiken zu tolerieren und zu achten, ohne gleichgültig oder gar indifferent zu werden gegenüber der einzelnen speziellen Technikfrage. Eine auf diese Weise technikgeschichtlich geformte Haltung verringert ferner die Kluft zwischen den Generationen, indem sie von den geschichtlichen Entstehungsbedingungen her Verständnis aufbringt für die Historie, dass bedeutet das Wissen, die Praktiken und die Erfahrungen der sogenannten älteren Generation für unsere Gegenwart zu erschliessen und bei dem alltäglichen Handeln mit anzuwenden.

Verständnis für die Geschichtlichkeit der Technik

Die Beschäftigung mit.der Technikgeschichte lehrt ferner zu verstehen, dass die Traditionen in denen wir leben nicht auf abstrakte Ableitungen. und Geistesblitze beruhen. Technikgeschichte stützt und bezieht sich ja mit allen ihren Aussagen auf eine Folge geschichtlicher Ereignisse, die in den einzelnen Personen, Instrumenten sowie Verfahren und Theorien ihren jeweiligen Höhepunkt hat und durch eine bestimmte Überlieferungs-und Interpretationsgeschichte als eine le-bensgestaltenden Wirklichkeit auf uns gekommen ist.

Das geschichtliche Wissen trägt also zum allgemeinen Verständnis in allen Lebensbereichen wesentliches bei.

Nach welchen Massstäben ist Technikgeschichte zu beurteilen?

Gegenstand der Technikgeschichte ist die Technik in ihren vielfältigsten geschichtlichen Erscheinungsweisen. Der Technikhistoriker als Techniker sieht die Geschichte der Technik in einem Ereignis- und Sinnzusammenhang mit Umwelt, Kreatur und Mensch. Letzte absolute Bedeutung sollte für ihn bei seiner Beurteilung das Wohl und Wehe der Menschheit und des einzelnen Individuums sein.

Verwirklichung des Technikanspruchs

Die Technikgeschichte muss darum wesentlich an einer Frage orientiert sein: Wie steht die universelle Bedeutung eines Ereignisses der Technik in den mannigfachen geschichtlichen Wirkungen und Weiterwirkungen? Das Primäre der Technikgeschichte wird somit darin zu sehen sein, dass sie die Ausformung, Bewährung und auch Verformung des Technikvollzugs am Massstab der Einflüsse deutlich macht, dass sie herauskristallisiert, wie die Technik den Ansprüchen in den einzelnen Zeitabschnitten gerecht wurde und wird.

Anforderungen der Zeit – Zeitgeist

Wie ist dieser Grundmassstab auf die Wertung konkreter geschichtlicher Gegebenheiten anzuwenden? In allen Bereichen, in denen Technik und Welt im Laufe der Geschichte wechselwirksam mit einander verknüpft waren, können Entwicklungslinien erkennbar werden. Das Urteil über Geschehnisse und Zusammenhänge bleibt allein der jeweiligen Zeit überlassen, aus der das Urteil gesprochen wird. Gibt es überhaupt endgültig Urteile in der historischen Betrachtung? Der Technikhistoriker wird die Schwebe aushalten müssen, in der er die Erkenntnisse der Vergangenheit, Gegenwart und auch die Zukunftsperspektive einordnen, bewerten und beurteilen muss und dies jeweils aufs Neue, wenn er eine neue bzw. andersangelegte Betrachtung (hier im Fall der Technikgeschichte) der Technik versucht.

Somit vermag die Kenntnis der Technikgeschichte auch dem Einsatz der Technik in der heutigen Welt eine kritische Dimension zu verleihen. Weit davon entfernt, überflüssig zu sein, ist sie geradezu eine unerlässliche Voraussetzung für ein sachliches Engagement des einzelnen Technikers.

Heinz Jürgen Lagoda
Westfälische Strasse 30
D-47169 Duisburg

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Le développement du Service topographique suisse

Dans tous les pays, l’histoire des Instituts géographiques nationaux est liée à l’histoire du pays et en particulier à l’histoire des sciences et à l’histoire militaire. La Suisse n’échappe pas à cette règle.

Die Geschichte der nationalen Vermessungs- und Kartographieverwaltungen ist in allen Ländern mit der Geschichte des Landes und im Besonderen mit der Geschichte der Wissenschaften und des Militärs verbunden. Dies trifft auch für die Schweiz zu.

In tutti i paesi, la storia degli Istituti geografici è legata alla storia del paese e, in par-ticolare, alla storia delle scienze e a quella militare. Questo vale anche per la Svizzera.

F. Jeanrichard

L’état de la cartographie en Suisse au début du 19e siècle

Au debut du 19e siècle, le territoire helvétique est évidemment déjà cartographié. Peu de cartes cependant reposent sur des bases géométriques exactes. Même l’Atlas suisse de l’époque «levé et dessiné par J. H. Weiss aux frais de J. R. Meyer à Aarau dans les années 1786 à 1802, gravé par Guerin, Eichler et Scheumann» ne présente pas une géométrie satisfai-sante.

Au début du 19e siècle, il manque donc à la Suisse une bonne carte détaillée reposant sur une mensuration géodésique exacte. En 1805, le commandant en chef des troupes fédérales, l’avoyer bernois N.R. von Wattenwyl, presse la Diète fédérale de tout mettre en oeuvre pour que soit accéléré le lever de la carte du territoire fédéral, carte extrêmement importante militairement et économiquement.

En 1822 seulement, la diète fédérale décrète «dass die Oberaufsicht über die trigonometrischen Vermessungen und die ökonomische Besorgung des Unternehmens der eidgenössischen Militäraufsichtsbehörde in dem Sinn übertragen wird, dass die Leitung der Landesvermessung ein integrierender Teil der Tätigkeit des Oberstquartiermeisters bildet, der demselben fortwährend seine vorzügliche Teilnahme widmen soll». Ainsi, pour la première fois dans l’histoire de la cartographie suisse, la mensuration nationale est décrétée tâche de l’Etat central.

En 1832, le quartier-maître général en fonction, J. L. Würstemberger convoque toutes les personnes qui avaient participé aux travaux de triangulation jusque-là et prend d’importantes décisions concernant la carte: échelle de la carte (1:100'000) et des levers (1:25'000 et 1:50'000) projection (Flamsteed modifiée) origine des coordonnées (parallèle et méridien passant par Berne).

La carte Dufour, de 1832 à 1864

Guillaume-Henri Dufour est nommé quartier-maître général le 20 septembre 1832. Il apprend le 3 novembre qu’à ses attributions s’ajoutent la direction des travaux topographiques et l’établissement d’une carte de la Suisse. Il n’est pas possible, dans ce cadre-ci, d’évoquer longuement la vie de Dufour et sa carrière d’ingénieur, de militaire, de scientifique et d’humaniste. Rappelons qu’il a fait ses études a l’Ecole polytechnique de Paris, puis a suivi ensuite l’Ecole d’application de Metz pour les ingénieurs militaires. Après avoir servi dans l’armée française, il démissionne en 1817 et revient en Suisse comme instructeur du génie et des fortifications. Il fut ingénieur de la Ville de Genève, écrivit des traités sur les ponts, les cadrans solaires et les fortifications militaires.

Aussitôt après avoir pris connaissance de son nouveau cahier des charges et après avoir tenu conseil avec toutes les personnes qui avaient déjà travaillé à la mensuration du pays, il décide: de s’en tenir aux décisions prises par son prédécesseur en ce qui concerne les échelles des levers et de la carte, de faire mesurer à nouveau quelques bases géodésiques et d’achever au plus vite la triangulation, d’adopter le mètre comme mesure linéaire, d’adopter la hauteur du Chasseral (1609,57 m) déterminée par les ingénieurs géographes français comme altitude de départ.

Il engage des ingénieurs, des graveurs, mais a une peine énorme à obtenir les crédits de la diète fédérale pour que son personnel puisse travailler de façon suivie. Dufour menace de démissionner. La diète lui accorde alors en 1838 les moyens demandés et lui donne la liberté de créer un premier Bureau topographique fédéral à Genève, avec du personnel engagé à l’année. Ce Bureau topographique fédéral est donc l’ancêtre de notre Office fédéral de topographie actuel.

Après une lutte continuelle et grâce à l’énergie de Dufour, l’oeuvre est achevée en 1864. A la fin de l’année 1864, Dufour fait paraître son rapport final. Les témoignages de satisfaction et les honneurs dont Dufour fut chargés après la publication de la carte démontrent la qualité de l’oeuvre. Mais quel éloge plus grand pouvait-on faire à Dufour que d’utiliser sa carte durant près de cent ans. En effet, ce n’est qu’en 1965 que la carte Dufour fut officiellement retirée de l’assortiment du Service topographique fédéral.

La période de 1860 à 1900

Deux faits marquent cette époque: la publication d’une carte détaillée au 1:25'000 pour le Jura et le Plateau et au 1:50'000 dans les Alpes, la création d’une Commission géodésique suisse, chargée de l’établissement d’un réseau de triangulation et d’un réseau de nivellement.

En mai 1865, le lieutenant-colonel H. Siegfried, qui avait effectué de nombreux levers topographiques de haute qualité pour la Carte Dufour, fut chargé d’organiser le transfert du Bureau topographique de Genève à Berne. Siegfried était le chef du bureau fédéral de l’état-major et Dufour l’avait lui-même proposé comme successeur. Dans un premier temps, le Bureau topographique fédéral fut donc intégré à ce Bureau fédéral d’état-major.

Le besoin en cartes plus détaillées que la carte Dufour se faisait sentir. Les géographes, les géologues, les militaires et le Club Alpin Suisse réclamaient une carte détaillée au 1:50'000 couvrant toute la Suisse. Le développement anarchique de cartes privées, à différentes échelles et souvent de qualité très moyenne decidèrent Siegfried de proposer au Conseil fédéral un plan de mise à jour des levers originaux de Dufour et leur publication sous forme de cartes.

En 1868, le Conseil fédéral soumit deux lois aux chambres fédérales. L’une réglait la continuation des levers fédéraux dans les cantons où ils manquaient encore, l’autre réglait la publication de tous les levers et la répartitions des frais entre Confédération et cantons. Les premières feuilles parurent en 1870. Les feuilles au 1:25'000 (Jura et Plateau) étaient gravées sur cuivre. Les feuilles au 1:50'000 sur les Alpes étaient gravées sur pierre. La parution des 604 feuilles de l’atlas (connu sous le nom d’Atlas Siegfried) s’étendit jusqu’en 1926. Les premières feuilles furent remarquées même à l’étranger et un article très élogieux parut dans les «Petermanns Mitteilungen».

En juillet 1861, la légation de Prusse à Berne transmit une requête de son gouvernement au Président de la Confédération «…invitant le gouvernement suisse à entreprendre la quadrature (sic) de l’Europe centrale…». Confrontées à un tel pro-blème, les autorités fédérales  demandèrent un préavis à Dufour. Dufour et la Société helvétique des sciences naturelles, à laquelle le Conseil fédéral avait également demandé un avis, recommandèrent de donner une suite favorable à la requête du gouvernement prussien et d’adhérer à la «Mitteleuropäische Gradmessung» selon l’idée du général Bayer. Cette coopération internationale en vue de déterminer la forme et les dimensions de la terre sont à l’origine de l’actuelle Association internationale de géodésie.

Mais le Bureau topographique fédéral était entièrement accaparé par la publication de l’Atlas Siegfried. Il ne pouvait donc pas se charger, en plus, de travaux géodésiques importants. Et de l’avis de Dufour lui-même, la triangulation existante ne remplissait pas les exigences de la «Mitteleuropäische Gradmessung». Il fut décidé de créer une autre organisation: la Commission géodésique suisse. Après des débuts difficiles, la publication des résultats fut enfin possible en 1870. La nouvelle triangulation comprenait trois bases (Aarberg, Weinfelden, Bellinzona), un azimut d’orientation mesuré entre l’ancien observatoire de Berne (également point fondamental de cette triangulation) et un paratonnerre sur le Gurten. Cette triangulation comprenait deux branches est-ouest et nord-sud et ne couvrait pas l’ensemble du territoire.

Parallèlement aux travaux de triangulation, la Commission géodésique suisse entreprit l’exécution du premier nivellement de précision du pays. Les travaux commencèrent en 1865 et les résultats furent publiés en 1891 dans l’ouvrage le «Catalogue des hauteurs suisses». Après avoir terminé ce réseau de nivellement, la Commission geodésique suisse ne se soucia pas de son entretien. Un examen entrepris en 1886 montra que plus du tiers des repères étaient endommagés ou avaient disparu. Dès 1893, le Bureau topographique fédéral entreprit la révision du réseau de nivellement et compléta le réseau original par plus de 1000 km supplémentaires. Les résultats furent publiés entre 1894 et 1907, en 17 livraisons, sous le titre «Les repères du Nivellement de précision de la Suisse».

Le Service topographique fédéral, de 1900 à 1935

Cette époque est caractérisée par les grands travaux géodésiques et par la lente gestation de nos cartes nationales actuelles. Tout d’abord, en 1901, l’ancien Bureau topographique fédéral est détaché de l’Etat-major général et devient une division indépendante au sein du Département militaire fédéral sous l’appellation «Service topographique fédéral» ou «Eidgenössische Landestopographie».

Sur le plan de la géodésie, plusieurs faits marquants sont a relever. Tout d’abord, le Service topographique fédéral fait entreprendre une étude sur l’altitude du point de référence «le repère de la Pierre du Niton». Ce repère est un cylindre en bronze placé par Dufour dans un des blocs  erratiques émergeant des eaux du Lac de Genève dans le but d’observer les variations de niveau du lac. Cette étude fut menée par l’ingénieur J. Hilfiker qui calcula l’altitude de ce repère a l’aide des nivellements des pays limitrophes (France, Allemagne, Italie) rattachés, eux, aux maréographes du nord et du sud de l’Europe. Les résultats de cette étude furent publiés en 1902 et l’on constata que les altitudes de Dufour étaient d’environ 3,26 mètres trop élevées par rapport à la nouvelle référence. Une autre étude décisive pour l’unification de la mensuration suisse (car pour leurs cartes, les cantons étaient libres d’adopter le système de projection qui leur convenait le mieux) fut celle de l’ingénieur M. Rosenmund qui, dans une publication parue en 1903, proposa d’utiliser un système de projection cylindrique à axe oblique pour la Suisse entière.

Le réseau de nivellement de la Commission géodésique suisse avait été mesuré avec des mires en bois, dont les variations de longueur étaient difficilement contrôlables. Les progrès réalisés dans la construction des mires (d’abord les mires à compensation puis plus tard les mires en invar) et dans les instruments incitèrent le Service topographique fédéral à refaire totalement le réseau hypsométrique.

Entre 1903 et 1927, les 18 mailles de ce réseau d’un périmètre moyen de 220 km et comprenant environ 13'000 repères furent mesurées. Durant les mesures, les altitudes étaient publiées provisoirement en s’appuyant sur l’altitude de quelques repères du nivellement de la Commission géodésique. Mais lorsque le nouveau nivellement fut terminé, ces altitudes provisoires avaient déjà été utilisées pour tant d’ouvrages de génie civil, de topographie et de triangulation, que l’on renonça à une compensation globale du réseau et à la publication de nouvelles altitudes  «définitives».

Le réseau de triangulation de la Commission géodésique suisse ne couvrait pas entièrement le territoire suisse. En particulier, toute la partie des Alpes bernoises et valaisannes, les Grisons et une partie des cantons de Zurich et de St-Gall manquaient. Ce réseau fut complété entre 1900 et 1922. Les mesures furent exécutées par une équipe d’ingénieurs-alpinistes remarquables.

La compensation du réseau de 1er ordre comprenant environ 50 points, se fit en trois blocs, en maintenant la branche du réseau de la Commission géodésique couvrant le Jura et le Plateau inchangée. Avec les 150 points de 2e ordre et les 5000 points de 3e ordre, le Service topographique avait créé, en un quart de siècle environ, les bases géodésiques modernes de la mensuration nationale et de la mensuration cadastrale.

Cette période de 1900 à 1935 est aussi très intéressante sur le plan de la cartographie nationale. Malgré ses hautes qualités, l’Atlas Siegfried présentait quelques défauts: la différence d’échelle entre les feuilles de plaine (1:25 000) et les feuilles de montagne (1:50 000), le format plutôt petit des feuilles (24 x 35 cm), quelques imperfections géométriques.

Plusieurs requêtes furent adressées au Service topographique fédéral par divers milieux intéressés par les cartes (géographes, géologues, militaires, Club alpin, Société des ingénieurs et architectes). Tous ces milieux avaient leur propre opinion sur le genre de cartes qu’il fallait établir. La controverse se propageait même au sein du Service topographique fédéral.

En résumé, trois projets de cartes étaient en discussion: une carte unique au 1:50'000 pour remplacer la carte Dufour et l’Atlas Siegfried, une série de cartes, chaque série couvrant toute la Suisse, au 1:25'000, 1:50'000, 1:100'000, une série de cartes aux échelles disparates 1:10'000, 1:33'333, 1:100'000 ou 1:20'000, 1:40'000, 1:80'000, etc. Finalement, le Club Alpin Suisse, la Société helvétique des sciences naturelles et diverses associations professionnelles chargèrent le professeur Edouard Imhof de rédiger un mémoire à l’attention des autorités fédérales et de défendre le projet numéro 2.

Après deux séances entre tous les milieux concernés, le projet no 2 fut adopté mais avec la priorité à accorder à la confection d’une carte au 1:50'000 pour les besoins de l’armée. En juin 1935, le Parlement vota la «Loi fédérale concernant l’établissement de nouvelles cartes nationales» à l’unanimité.

L’établissement des nouvelles cartes nationales et la période de 1935 à 1980

Les conditions les plus favorables paraissent réunies pour la confection des nouvelles cartes à bref délai. A la suite de la votation de la loi fédérale, le Département militaire fédéral publia une ordonnance d’exécution concernant le programme d’établissement des cartes et le Service topographique fédéral élabora les directives techniques.

Sans exclure de nouveaux procédés, ces directives prévoyaient la gravure sur cuivre pour la situation, les écritures, le dessin du rocher, les courbes de niveau et l’hydrographie. La lithographie était réservée à la teinte des forêts et à l ’estompage (rendu du relief). La guerre perturba le programme de confection des nouvelles cartes. En 1945, 23 demi-feuilles au 1:50'000 seulement avaient été publiées mais aucune feuille au 1:25'000. En outre, la mise à jour de la Carte Dufour et de l’Atlas Siegfried absorbait une partie de la capacité de production. Appelés à la rescousse pour trouver une solution à l’augmentation de la production, les professeurs Imhof (pour la cartographie) et le professeur Walter (pour l’économie et l’organisation), proposèrent une série de mesures techniques et de réorganisation. En particulier, ils préconisèrent l’abandon de la mise à jour des anciennes cartes Dufour et Siegfried.

Une augmentation décisive de la production fut sans conteste l’oeuvre du directeur Bertschmann (1951–1959) qui concentra toutes les forces du Service topographique sur la production des cartes et introduisit la gravure sur verre. Son successeur, l’ingénieur Ernst Huber continua la production dans la ligne du professeur Bertschmann, tout en introduisant une mise à jour systématique des feuilles déjà publiées.

Le programme établi en 1935 prévoyait la publication de toutes les feuilles, du 1:25'000 au 1:500'000, jusqu’en 1976. En 1978 on put fêter la parution des dernières feuilles. La période de l’après-guerre voit également l’avènement des cartes thématiques. En 1961, le Conseil fédéral décide la publication d’un atlas national. Le professeur Imhof est chargé de la rédaction et Le Service topographique fédéral en assure la cartographie, l’impression et la diffusion.

D’autres cartes thématiques seront confectionnées à la demande de diverses association: la Carte des biens culturels, la Carte des châteaux de la Suisse et de ses régions limitrophes, la Carte des musées de la Suisse et de la Principauté du Liechtenstein, les cartes avec itinéraires pédestres, les cartes avec itinéraires de ski, les cartes géologiques. La concentration des forces sur la production cartographique avait relégué la géodésie en arrière plan. Une impulsion nouvelle fut donnée à cette branche avec les projets internationaux de Réseau européen de triangulation primordiale (Rétrig) et le Réseau européen du nivellement unifié (REUN). Le Service topographique fédéral termina aussi quelques sections de triangulation de 4e ordre, surtout dans l’Oberland bernois. Les premiers logiciels pour le calcul de réseaux de triangulation furent développés vers 1968.

Un domaine nouveau fit son apparition: la détermination de mouvements tectoniques à l’aide de mesures géodésiques, ce qui favorisa la collaboration entre géodésiens, géologues et géophysiciens.

La période de 1980 à aujourd’hui

Cette période est caractérisee par un développement extraordinaire des techniques de l’informatique qui se répandent dans tous les domaines: photogrammétrie, géodésie, cartographie. Non seulement les méthodes de production changent, mais aussi la palette des produits. Les besoins en données cartographiques numérisées croissent exponentiellement. A peine les cartes sont-elles disponibles sous forme Raster que les clients réclament des données vectorielles. A peine un modèle numérique de terrain à maille de 250 m voit-il le jour que les clients réclament un modèle plus performant à mailles de 25 m et même plus fines.

Les techniques GPS statiques ne suffisent plus. On veut un positionnement immédiat avec la précision du cm ou mieux. A ces défis technologiques s’ajoutent le besoin d’une plus grande souplesse dans le domaine de l’organisation des entreprises. Les organigrammes traditionnels, les budgets traditionnels où les dépenses et les recettes sont inventoriées sur une vingtaine de rubriques ne permettent plus la souplesse nécessaire pour réagir rapidement à des demandes de l’extérieur.

Aussi le Service topographique fédéral a-t-il très tôt postulé pour entrer dans le cercle des unités administratives gérées par enveloppe budgétaire et ce qu’il est convenu d’appeler la nouvelle gestion publique. L’organisation traditionnelle subit aussi des changements importants. D’un organigramme statique, on a passé aujourd’hui à une organisation orientée vers les processus.

Ajoutons que depuis 1999, la Direction fédérale des mensurations cadastrales, dépendant jusque là de l’Office fédéral de l’aménagement du territoire, a été rattachée à l’Office fédéral de topographie. Durant les vingt dernières années, les contacts avec les instituts étrangers ont été plus étroits, grâce notamment à l’entrée de la Suisse au sein du comité européen des responsables de la cartographie officielle (CERCO). Des contrats de collaboration et d’échanges de données ont été conclus aussi bien avec les instituts à vocation civile (Institut Géographique National français, Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen, Ordnance Survey) que ceux à vocation militaire.

En cinq ans, la palette des produits a subi une transformation profonde: Cartes sur CD-ROM (1:50'000, 1:100'000) CD-ROM didactique pour apprendre à lire la carte Atlas de la Suisse interactif (Institut de cartographie EPFZ) Images par satellites Photographies aériennes numérisées Orthophotos Données cartographiques Raster et vectorielles Modèles numériques de terrain Service de positionnement avec différents degrés de précision Réseau de stations permanentes GPS Logiciels de traitement des mesures géodésiques…

En guise de conclusion: que dirait le géographe et historien romain Castorius, auteur de la table de Peutinger, s’il revenait parmi nous.

Francis Jeanrichard
Blinzernstrasse 57
CH-3098 Köniz

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Tradition geodätischer Instrumente in Tschechien

Die historischen Länder der Tschechischen Krone, also Böhmen, Mähren und Schlesien, bzw. Lausitz, waren seit jeher am traditionellen Kreuzungspunkt kultureller, militärischer und ökonomischer Interessen von Mitteleuropa. Die Landesvermessung spielte hier immer eine wichtige Rolle.

P. Hánek

Der bergmännische Kodex des Böhmischen Königs Václav I. und seines Sohnes, des mährischen Markgrafen Premysl Otakar, ist unter dem Namen "Iura civium et montanorum civitatis Iglaviensis" bekannt. Er stammt aus dem Jahr 1249. Messungen und die Qualifikation der Vermesser werden darin besprochen. Der frühere Markgraf und spätere König Premysl II. Otakar versuchte erfolglos 1268 die Masse im Land zu vereinheitlichen. Kaiser Karl IV. bestimmte im 14. Jahrhundert spezielle Feldmesser für die Weinberge und Wassermühlen. (Die Prager Karls-Universität wurde 1348 gegründet.) König Vladislav II. Jagellon hat 1500 die Preise der Vermessungen festgelegt. Die erste Karte von Böhmen, gezeichnet von Mikoláš Klaudyán, genannt Kulha, wurde 1518 publiziert. Martin Beheim zeichnete 1545 die erste Karte von Schlesien und Paulus Fabricius 1562 diejenige von Mähren.

Ich möchte über zwei Höhepunkte unserer Instrumentenbaus berichten. Die erste liegt in der Regierungszeit des römischen Kaisers Rudolph II. von Habsburg, die zweite am Ende des 19. und zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Ich werde nur über geodätische, bzw. über astronomisch-geodätische Instrumente sprechen. Ausser Acht lasse ich photogrammetrische und kartographische Geräte und Hilfsmittel. Dazu nur ein kurzer Hinweis: In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts fabrizierte die Prager Firma Koula die Handluftbildmesskameras und Reproduktionskameras für die Kartographie. Der Konstrukteur Mahr baute für die Firma Kolár in Prag den Prototyp eines Entzerrungsgerätes mit gebrochener Achse. Die Firma Haager baute für die tschechoslowakische Armee Fliegerkameras, die Brünner Waffenfabrik einen Stereokomparator. Die Prager Firmen Strejc und Dušek waren für ihre Reisszeuge bekannt.

Instrumente aus der Zeit Rudolphs II.

Schon in der ersten Hälfte des 16. Jahrhunderts konstruierte und benutzte der Olmützer Bischof Jan Skála z Doubravky, alias Jan Dubravius, einen Gravitationsnivellier mit Diopter für den Teichbau. Der kunstliebende Renaissance Herrscher Rudolph II. (1552-1612) verlegte 1583 seine Residenz nach Prag. Damit wurde Prag nach fast zwei Jahrhunderten (die Zeit Kaisers und Königs Karl IV.) wieder zur wichtigen kosmopolitischen, europäischen Hauptstadt und lockte viele Spezialisten aller Art an. Am Kaiserhof war der bekannte Wissenschaftler Tadeáš Hájek z Hájku, genannt Hagecius (1525-1600) tätig. Er war kaiserlicher Arzt, Naturforscher und Autor der ersten Triangulation von Prag und Umgebung. Er hat auch Tycho Brahe und Johannes Kepler nach Prag eingeladen. Am kaiserlichen Hof wirkten viele Mechaniker europäischer Bedeutung. Ihre Geräte sind oft auch Kunstwerke. Mehrere Arbeiten dieser Meister wurden im Dreissigjährigen Krieg vernichtet, gingen verloren, oder wurden in andere Städte und Länder verschleppt.

1604 wurde der bekannte Schweizer Jost Bürgi (1552-1632) zum kaiserlichen Uhrmacher in Prag ernannt. Schon zwei Jahre früher wurden seine Produkte durch die kaiserliche Majestät geschützt. 1609 hat Bürgi für den Hessischen Landgrafen ein herrliches sogenanntes trigonometrisches Gerät gebaut, das heute die Sammlungen in Kassel ziert. 1610 hat Bürgi die logarithmischen Tafeln zusammengestellt, die auch Johann Kepler benutzte (Druck 1620; John Napier hat aber seine Tafel schon 1614 publiziert).

Erasmus Habermel (?-1606) ist Autor einer perfekten äquatorialen Sonnenuhr mit Höhenmesser, die heute ein Schmuckstück in der weltberühmten astronometrischen Sammlung des National-Technischen Museums (NTM) in Prag ist. Habermel konstruierte auch für Francesco Padua di Forli, den persönlichen Arzt des Kaisers, verschiedene mathematische, herrlich dekorierte Instrumente: Schrotwaage, Reisszeug, Zirkel, Proportionalzirkel usw.

Heinrich Stolle, Mitarbeiter von Jost Bürgi, hat zu Beginn des 17. Jahrhunderts einen prächtigen, vergoldeten Theodolit mit Azimut-Sonnenuhr und einem Satz mathematischer Funktionen hergestellt. Dieses eigenartige Instrument ist heute im Depositum des NTM aufbewahrt.

Natürlich haben diese Meister auch andere Hersteller und Wissenschaftler in Prag und im ganzen Land beeinflusst, so dass das Niveau sehr hoch war.

Instrumente zur Zeit der industriellen Revolution

Der Dreissigjährige Krieg reduzierte in unseren Gebieten die Zahl der Einwohner, förderte eine starke Emigration der Intelligenz, leitete eine starke Rekatholisierung und Entnationalisierung ein und änderte grundsätzlich die Eigentumsverhältnisse. Böhmen sank in die Provinzialität ab. Natürlich war auch die Feinmechanik betroffen. In den folgenden Jahren produzierten einige kleinere Werkstätten nur Mess-, Kartier- und Reisszeuge und andere Kleinigkeiten. Spezialitäten wurden nur auf Wunsch gemacht, hauptsächlich für Edelleuten. Ein Beispiel ist der Prager Meister Moser in der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts. Der grösste Teil der technischen, mathematischen und Vermessungsgeräte wurde importiert.

Eine Erneuerung begann im 18., vor allem aber im 19. Jahrhundert. Innerhalb der habsburgischen Monarchie erlebten die Tschechen eine nationale Wiedergeburt, die mit dem steigenden wirtschaftlichen Gewicht der böhmischen Länder zusammenhing. Aufgrund eines kaiserlichen Patentes von Josef II. gründete schon 1707 Kristian Josef Willenberg (1676-1731) die Ständische Technische Hochschule, heute TU Prag. Es entstanden überdurchschnittliche Vermessungsinstrumente, signiert Spitra. Drei Generationen der Familie (František, Václav Michal, Otakar) arbeiteten in Prag seit 1820 bis zum Ende 19. Jahrhunderts. Seit ca. 1840 arbeitete Meister Mathias Richard Brandeis (1818-1868) in Prag. Nach seinem Tod haben Haase und Wilhelm die Firma übernommen. Eine wichtige Rolle spielte auch die Werkstatt Bozek. Vater und Sohn hatten die Stelle des Mechanikers an der Prager Technischen Hochschule übernommen.

Allein in der Hauptstadt, die als natürliches Zentrum Tschechiens gilt, gab es 1890 24 Firmen. Am Ende des Jahrhunderts waren es schon 40 Firmen, z.B. Hauser, Jaklin, Šebek, später Durst, Dušek; ausserhalb Prags waren Poskocil in Libochovice, Karl Ganglof in Rozmitál, noch später Eichler in Ústí n.L. Diese Firmen stellten Winkeltrommeln, Winkelspiegel, geodätische Astrolabien, verschiedene Höhe- und Neigungmesser, Nivellier-Diopter, Dendrometer, Nivelliere, Messtische, Messlatten und Messketten, Gradbogen, Theodolite, Tachymeter, Heliotrope u.a. her. Die Professoren František Müller und František Novotný konstruierten am Ende des 19. Jahrhunderts in den Werkstätten der Prager Hochschule Instrumente für die höhere Geodäsie, z.B. Basis-Messgeräte, Heliotrope. Bekannt sind auch der Spiegel-Hypsometer von Prof. Karel František Eduard Ritter Koristka, der logarithmische Entfernungsmesser und Tachymeter von Antonín Tichý und der selbstreduzierende Tachymeter von Prof. Václav Láska, die von Wieneren Firmen produziert wurden. Kreuter aus Brünn baute für das Reichenbachsche Institut in München den universalen Autoreduktionstachymeter auf der Grundlage der Ertelschen Nivellier.

Einen wirklichen Umbruch stellt das Jahr 1883 dar. Die Brüder Josef (1861-1945) und Jan (1863-1897) Fric gründeten eine Firma für Präzissionsmechanik in Prag. Die Begabungen und die Interessen der beiden Brüder waren sehr breit und schöpferisch. Als Beispiel möchte ich die Geräte und Maschinen für den eigenen Betrieb nennen, weiter eigene Konstruktionen für die physikalische und chemische Analyse. 1906 wurde der Polarimeter von Fric in den USA als amtlicher Etalon in die Zuckerindustrie eingeführt. Das Familienunternehmen Fric baute auch ein ganzes Sortiment geodätischer und topographischer Geräte und Hilfsmittel. Inbegriffen war ein Triangulationstheodolits mit Schraubenmikroskopen, der später bei der Messung des tschechoslowakischen Triangulationsnetzes eingesetzt wurde, sowie spezielle Instrumente für Deformationsmessungen in Tunnels und bei Talsperren.

In den Jahren 1884-86 wurde eine kleine Serie von Grubentheodoliten Fric Duplex hergestellt. In diesen wurde das erste Mal in der Welt Teilkreis aus Glas benutzt. Die Konstrukteure hatten diese Neuigkeit unter anderem auch in der deutschen "Zeitschrift für Instrumentenkunde" (Jahrgang 1886) publiziert. Ebenso wurde der Theodolit an der Ingenieurtagung in Budapest vorgestellt. Der fortschrittliche Repetions-Theodolit diente oberirdisch für astronomische und geodätische Anschlussmessungen, unterirdisch für Polygon- und Höhenmessungen, auch bei sehr steilen Grubenbauten. Für die Zielungen wurden zwei Fernrohre benutzt: Für gewöhnlich ein normales Fernrohr, für die steilen Visuren wurde das Fernrohr in die Kippachse gelegt. Am Ende der Achse lenkte ein Prisma rechtwinklig ab. Der Horizontalkreis hat 130 mm Durchmesser und ist aus 8 mm dickem Spiegelglas gefertigt. Die Strichteilung wurde graviert, der Teilungsintervall ist 1° . Er konnte durch zwei gläserne Fenster von unten mit der Grubenlampe beleuchtet werden. Die Ablessung erfolgte auf 1´ genau (Schätzung auf 30") mit Hilfe von zwei Mikroskopen mit 24-facher Vergrösserung. Sie waren mit einer zweireihigen optischen Strichskala ausgestattet.

1888 stellte die Firma Fric an der internationalen Ausstellung in Brüssel eine weitere Neuigkeit aus: einen hängenden Grubenkompass des Kasselschens Typs. Die Schwingungen der Magnetnagel wurden durch eine einfache Einrichtung (Reibscheibe) gedämpft. Die Teilung war auf einem schmalen Zylinder, in dessen Mitte die Magnetnagel gelagert war. An den Enden der Nadel waren kleine Nonien (Verniers) angebracht, mit deren Hilfe abgelesen wurde. Die Ablesegenauigkeit der Strichskala war 2’30’’. Wenig später wurde nach der Idee von Prof. F. Nušl ein sogenannter Cirkumzenital konstruiert. Es handelt sich dabei um ein Instrument zur Messung der geographischen Breite mit Hilfe der Methode der gleichen Höhen. Der Quecksilberhorizont liegt in der Mitte des Gerätes, das Bild ist senkrecht geteilt. Der Cirkumzenital wurde ständig modernisiert und wird heute noch im Forschungsinstitut für Geodäsie, Topographie und Kartographie in Zdiby (unweit Prag) produziert. Die Fric- Werke fabrizierten auch andere astronomisch-geodätische Instrumente, z.B. das Radiozenital.

1950 wurde die Firma Fric verstaatlicht und in den Staatsbetrieb Metra überführt. Seither fabrizieren sie keine geodätischen Instrumente mehr. Die Instrumente der Brüder Fric sind unter den Kennern in Tschechien sehr beliebt und erfreuen immer noch ihr Herz. Das typische Zeichen fast aller dieser Instrumente sind die Knöpfe der Bedienungsschrauben aus rotem Kunststoff.

1919, kurz nach der Gründung der Tschechoslowakei, wurde in Prag eine erfolgreiche Firma gegründet: Srb und Štys. Die Firma benutzte moderne Verwaltungssysteme. Sie hat sogar Vorarbeiter der Firma Fric abgeworben. Von Anbeginn an sicherte sich die Firma grosse Armeeaufträge. Schon 1923 produzierte Srb und Štys das ganze Spektrum der geodätischen und topographischen Instrumente, Faden- und Polarplanimeter, Pantographen, einfache photogrammetrische Geräte (Stereoskope etc.). Auch andere Instrumente wie Wasserstandmesser oder Feldstecher. Zu den gelungenen Konstruktionen der Firma gehört der Triangulationstheodolit mit Schraubenmikroskop (Ablesegenauigkeit 1’’), ein beliebter Polygontheodolit TN 25, Schultheodolit Th Š und das Nivellier NN 25.

Die geodätische Abteilung der Firma Srb und Štys bildete 1948 die Grundlage für den Staatsbetrieb Meopta. Den durch dem Krieg bedingten Rückstand holten die Konstrukteure Holý, Höger und Novák schnell auf, so dass ein Standard wie im übrigen Europa erreicht wurde. Im Katalog von 1961 wird ein modernisierter Theodolit TH 30 mit Metallkreisen und der Ablesung auf 30’’ genau angeboten. Ebenso der neue Theodolit T1C mit Glaskreis und Ablesung mit Hilfe von Koinzidenzmikrometern auf 2 mgon genau. Weiter wurde angeboten ein meteorologischer Ballon-Theodolit, das Bau-Nivellier NK 30 mit horizontalem Glaskreis, das sogenannte Taschennivellier KNK 8,8, und das Bau- Nivellier MN 10. Im gleichen Jahr 1961 war ein System von Theodoliten mit Zwangszentierung in Vorbereitung, nämlich der Sekundentheodolit MT 30 (Vergrösserung 34x), der Bautheodolit MT 11 mit automatischem Höhenindex und der Grobtheodolit MT 0 (50 mgon). Ein typisches Merkmal aller Meopta Theodoliten sind die koaxialle Klemmschrauben. Es war auch ein Präzissionsnivellier MN 20 mit optischem Mikrometer in Vorbereitung. Im weiteren Produktionsprogramm der Meopta waren auch dreifache Winkelspiegel (Prismen), Basislatten, Zieltafeln, Heliotrope, geologische- und Artilleriebussolen.

Im Rahmen der östlichen Wirtschaftshilfe wurde 1963 die Produktion der tschechoslowakischen geodätischen Instrumente stillgelegt und an ausländische optische Werke übertragen. Einzig die Produktion der Nivellierinstrumente verblieb noch kurze Zeit in Prag. Das Baunivellier MN 10 und das elegante, automatische Nivellier MNK 20 waren in der Praxis sehr beliebt.

In den fünfziger Jahren entwickelte unser Forschungsinstitut erfolgreich den Prototypen eines elektrooptischen Entfernungsmessers. Andere Firmen produzierten Hilfsmittel und kleine Geräte: die Firma Kinex Messbänder und Reisszeuge, die Firma Metra tachymetrische Rechenschieber, Kartiergeräte, Koordinaten-Netzschablonen, Polar- und Orthogonalkoordinatographen und Planimeter. Heute produzieren feinmechanische Werkstätten in Tschechien nur noch Hilfsmittel (z.B. Winkelspiegel) oder Teile und Ersatzteile für ausländische Firmen, z.B. Prismen für die EDM.

Qualitätskontrollen

Der tschechische Verein der Geodäten und Kartographen organisierte im Mai 2000 die FIG Working Week. Der vorliegende Text ist eine Neubearbeitung eines Vortrags, den ich mit Kollege Ing. Antonín Švejda (NTM) für die gleichzeitige Tagung zur Vermessungsgeschichte hielt. Bei dieser Gelegenheit wurde zum ersten Mal in Prag in der NTM eine Ausstellung historischer Vermessungsgeräte aus Tschechien vorbereitet. Der Katalog führte 120 Exponate auf, angefangen beim Theodolit von Stolle vom Anfang des 17. Jahrhunderts bis zum Schiebedreieck von 1988. Es wurden auch historische Bücher, Karten, Bilder (Portraits) und der erste Jahrgang der tschechischen Vermessungszeitschrift (Brünn, 1913) präsentiert.

Auf die Ausstellung hin wurden vom Lehrstuhl für spezielle Geodäsie der Fakultät für Bauwesen der TU Prag 25 alte, aber noch betriebsfähige Instrumente geprüft. Diplomanden haben unter Fachführung heute oft unbekannte Parameter und die Qualität nach ISO-Norm 8322 bestimmt. Für das Studium alter Ingenieurarbeiten halte ich diese Kenntnisse für sehr wichtig. In den letzten vier Jahren konnten sechs Diplomarbeiten erfolgreich abgeschlossen werden. Sie befassen sich mit allen drei Konstruktionsgruppen: Theodolite, Höhenmessgeräte (wie Flüssigkeitsgeräte, Diopter- und optische Libellennivelliere), Universaltachymeter, die empfindliche Libellen an beweglichem Fernrohren haben. Die Resultate wurden im Sammelband FIG Working Week Prague 2000 publiziert.

Doz. Dr.-Ing. Pavel Hánek
Dozent der TU Prag
Fakultät für Bauwesen, Lehrstuhl für spezielle Geodäsie
CZ-166 29 Praha 6, Thákurova 7
hanek@fsv.cvut.cz

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The Struve Geodetic Arc

Seit 1994 arbeitet die FIG-Arbeitsgruppe Vermessungsgeschichte (heute: International Institution for the History of Surveying and Measurement – a Permanent Institution within FIG), an einem Projekt zur Anerkennung des Struve Arc als Unesco-Welterbe. Das Projekt entstand aus einer Resolution am FIG-Kongress 1994 in Melbourne. Der Artikel beschreibt, was der Struve Arc ist und wie er ein Unesco-Welterbe werden kann.

Since 1994 the International Institution for the History of Surveying and Measurement – a Permanent Institution within FIG –, has been working on a project to get recognition of the Struve Geodetic Arc as a UNESCO World Heritage Site. This arose from a resolution put to the FIG at its 1994 Congress in Melbourne. But what is the Struve Geodetic Arc and what, in this context, is a World Heritage Site? Before answering these questions it is necessary to fill in some of the background to the project and discuss the determination of the parameters of the earth in terms of its size and shape.

J. R. Smith

1. Background

Since the time of Eratosthenes, (c276 BC- c195 BC), the dimensions of the earth have been determined from arc measurements. In fact the theory developed by Eratosthenes remained in use until the era of satellite geodesy.

Many famous names in the fields of astronomy, mathematics and surveying have been involved in the gradual improvement in both techniques, equipment and results. Among these one might mention Fernel, Picard, the Cassinis, Newton, Bouguer, La Condamine, La Caille, Maupertuis, Delambre, Mechain, Airy, Everest and many others. Notice how many of these were Frenchmen.

The focus of this paper is another name, that of F G W Struve, who made an important contribution during the 19th century. Such was the importance of the work by Struve that it is the hope that some of his survey points that still remain can be designated as world heritage monuments. But more of him later. To put his work in context some background detail is necessary.

The problem

Prior to Eratosthenes, back to the time of Pythagoras around 500 BC, it had been known that the earth was not flat but of some spherical shape. Why spherical was the next step after flat and not some other shape is open to conjecture. At the time however the sphere was considered to be the perfect shape, perhaps because of its regularity in all directions, and could well have been selected in this case just on that assumption. The fact that it turned out to be a correct choice would then, have been pure luck.

The problem over the intervening centuries has been to determine its exact shape and size. While it was considered to be a true sphere the problem resolved itself to one of just determining its size, but by the time of Isaac Newton in the second half of the 17th century even the idea of a true sphere was being questioned. (By 'true sphere' and other terms mentioned later, is meant the sea level surface assumed continuous around the earth. In relation to the overall size of the earth the topography is insignificant).

Why was knowledge of these parameters of importance? This can be illustrated simply by saying that if Christopher Columbus had known the true size of the earth, he would not have gone where he did. By working with a figure that was much too small he had a distorted idea of the earth he was navigating upon. It was almost as if he thought he was going round a tennis ball when in fact he was on a football. Not only would he be using incorrect distances but incorrect directions as well. [1]

The measurement difficulty

The problem of measuring accurately an object the size of the earth is not an easy one yet the principle, first deduced by Eratosthenes around 230 BC, has remained the basis of all attempts until the advent of satellites. Although the method devised by Eratosthenes was based on the mathematics of a sphere it was later possible to modify it to apply also to shapes that were not quite true spheres.

Whatever one is measuring it is advantageous to determine by direct measurement as large a part of it as possible before resorting to extending a value by calculation. One has however to keep within the bounds of practicality. For example, if you wanted to measure the circumference of a football that would be done by putting a tape measure around it. If on the other hand it was required to measure the circumference of a large circular roundabout it might be more practical to measure the length of an estimated quarter of it and multiply the result by four, or alternatively determine the diameter and multiple up by p. When the structure or figure involved becomes the size of the earth then a small fraction, say 1°, might be the more practical amount to measure and then multiply up by 360. This is in effect the basis of the method used.

Why a great circle?

As is well known, a line of longitude circles the earth and goes through both poles. Such a line is called a great circle of the earth. All lines of longitude are of that form but in latitude the only line that is a great circle and of comparable size is the equator. Thus to get the full circumference in as simple a way as possible it was necessary to measure (or calculate) the length of a circle or arc of longitude or of the equator. (This is rather an over simplification but can be accepted as the basis of what is required). As theory later developed so it became possible to use arcs that were not sections of great circles.

Assuming a spherical earth, Eratosthenes said that if you measured the linear distance between two points on a particular line of longitude (also called a meridian line as, for example, that of zero longitude through Greenwich), and were then able also to determine the angular distance subtended at the centre of the earth (see figure 1) between the same two points then the radius and other parameters of the earth could be easily determined. Such an angle is not as inaccessible as it might at first appear as it can be found from star observations at each of the two points. The angle determined represented some fraction of the 360° circumference and its length was also known. A simple calculation would then give the circumference or radius.

For example, if the angle was 6° then that would represent 6/360 or 1/60th of the circumference. If in turn the distance between the same two points was 600 km then the circumference would be 600 x 60 = 36000 km. (Of course they did not use kilometres at that time but the idea is the same).

Unfortunately there are many sources of error inherent in such observations, particularly in the angle and distance measurements. These in turn were functions of the inaccuracies of the equipment and methods of the time. Despite gradual improvements even by the late 15th century calculated values of the earth's size varied considerably and unfortunately the value selected by Columbus was incorrect by about 25%.

Measure long lines

One of the difficulties in all the early measurements was that the linear distance required had to be physically measured from end to end by whatever method was felt appropriate. Each distance had to be of the order of 60 miles (100 km). If much shorter distances only were used the accumulation of errors in the results would have been unacceptable. There were no tape measures then as we know them and the methods were pacing, knotted ropes, camel days journeys, the distance travelled by horsemen in a given time and variations on these.

As far as the angular value was concerned this could be found by observing the stars or the shadows of obelisks but in either case the results were crude.

The advent of triangulation

It was not until the early 17th century that a more convenient method, triangulation, was developed in Holland and better measuring equipment became available. While it still kept to the basic principle of Eratosthenes for measuring a very long distance now an element of computation entered the method. It required a much shorter line to be measured as accurately as possible (a baseline) and the longer distance calculated by simple geometry. The angles were measured by instruments such as quadrants and later, theodolites.

Essentially the solution revolved around the fact that from a chain of triangulation it was possible to determine the distance between a point at each end of the chain. [1]

The 'true' shape

Both theory and practical results suggested that the earth was probably not a true sphere after all but some slightly distorted shape. Ignoring the land elevations and sea bottom depressions around the world, sea level forms a sensible datum surface to which everything can be referred and can be treated mathematically .

Various long triangulation schemes were observed, particularly in different parts of France but by the first half of the 18th century also in Peru, Lapland, Italy, S Africa and Austria. During the second half of that century and the early 19th century other arcs were observed in USA, Hungary, India, Sweden, England, Spain, Denmark and Germany.

The arcs in Peru and Lapland during the 1730s and 40s settled the problem of the shape of the earth in that it was finally proved to be oblate (slightly flattened at the poles) rather than prolate (or elongated at the poles), as shown in figures 2 and 3. The full name of this figure is an oblate spheroid. The difference from a true sphere is small, being only some 20 km between the maximum and minimum radii in a total of almost 6400 km. (i.e. only 0.3%), but nevertheless highly significant when navigating.

But that only solved half the problem. There was still the matter of an accurate value for the size of the earth and this was complicated by the fact that it was not now sufficient to do the calculations as if it were a perfect sphere.

The size of a non-spherical earth

To determine the dimensions of an oblate spheroid (or a prolate one if it had turned out to be that shape), requires the accurate determination of at least two long arcs as widely separated in latitude as possible. The various pre 19th century arcs in the list above were all useful but they did throw up difficulties not least the effects of large mountain masses on the true position of a plumb bob, universally used to level observational instruments. It was proved during the 18th century survey work in Peru that if a plumb bob is hung in the vicinity of a large mountain mass then it is pulled (or attracted) slightly out of the vertical by that mass. If the plumb bob is not vertical then any instrument that is itself made level (horizontal) by use of a plumb bob, will also be out of level by the same amount as the plumb bob is attracted.

Increasingly as further arcs were measured and the accuracy improved so the uses to which the results could be put required yet greater accuracy. The vicious circle thus required further arcs to be measured. More uses were also found for the networks of triangles that resulted, not least the basis of accurate mapping of the countries concerned.

First moves in Russia

At about the same time that the Peru and Lapland arcs were being measured Joseph Delisle published in 1737 [2], a proposal for an arc to be measured through the Russian empire and embracing some 22° of meridian. He stated that "... this set of degrees when determined would display in an incontestable manner, if their variations were uniform, ... would show whether different meridians have different curvatures ..." Surprisingly the Empress of Russia was not frightened by such a vast proposal and gave it her backing to contribute to the progress of science.

Unfortunately in 1739, after Delisle got as far as measuring a base on the ice from Peterhof Castle in Kronstad to Doubki Castle and connecting the base to several points by triangulation, a journey to Siberia in 1740-41 interrupted his work and it was never restarted.

At that time the kilometre had yet to be developed and the base had actually been measured as about 20 verstes, an old Russian unit of approximately 1.067 km per verste. The measurement itself was by wooden bars of known length placed end to end. Nothing was published on this work but in 1844 Otto Struve, son of F G W Struve, did come across Delisle's manuscript in the Paris Observatory archives. [3]

For his angles Delisle talked of using a 30° sector of 12-15 ft radius and a quadrant of 2-3 ft radius.

Nothing more materialised in that region until 1814 when B A von Lindenau, Director of the Seeburg Observatory, proposed an arc of meridian on the shores of the White Sea in North Russia. This did not progress because of a disagreement over which instruments – German or Russian should be used. Struve's opinion however was that in any case it was not a good site for well conditioned triangulation.

Enter the subject of this paper, F G W Struve.

2. The Struve Geodetic Arc

Struve and colleagues

The early 19th century saw the commencement of a very long arc through India by William Lambton. On the death of Lambton in 1823 it was continued to its completion in the 1840s by George Everest so that it extended from the southern tip of India to the foothills of the Himalayas.

At about the same time F G W Struve, Professor of Mathematics and Astronomy at Dorpat, was put in charge of a trigonometrical survey in Livonia. This terminated in a baseline on the ice of Lake Werz-Jerw.

This work enabled Struve to interest officials in the idea of an arc of about 3½° between Högland, an island in the Gulf of Finland, and Jacobstadt to the south. This he was able to observe between 1822 and 1827.

During more or less the same period (1816-1831) another surveyor, de Tenner, was doing similar work further south in Lithuania but at that stage he was not operating jointly with Struve.

Once he had completed his early surveys, Struve was keen to extend the measurements further north and south so that a very long line would result and could be the basis of a sound set of values for the earth parameters as well as having other uses. He would have been aware of the work at that time in India and that it would be an ideal partner to anything he did through Russia, to determine the earth's parameters. (As indicated above, one arc on its own is insufficient to determine the parameters of an oblate spheroid).

The selection of route

It is little surprise, since Struve worked at Dorpat University, that he decided any extensions of his surveys should follow, as nearly as possible, the line of longitude (meridian) through Dorpat Observatory. Looking at this line on a map it was clear that some work had already been done in its vicinity in the far north (by Maupertuis 1736-37; and by Svanberg 1802-03) from the top of the Gulf of Bothnia well into the Arctic Circle. Here was an opportunity to connect to that work and further extend the line. At the same time it became clear that Tenner was working more or less along the same meridian. While Struve could envisage the northward extension, Tenner similarly noticed how there could be a southern extension as far as the Black Sea. Thus the elements were present for an arc that stretched from Fuglenaes near Hammerfest in the far north over some 2822 km (1753.3 miles) to Staro-Nekrassowska near Ismail in the south over 25° of latitude. Today the line stretches through ten different countries.

Units of length

Although at the time of the surveys, the metric system was well established, the measurements were recorded in the old French unit of the toise which is approximately 1.949 m. Both English and French feet appear in some of the results, where the two different feet varied by a noticeable amount with 1 French foot = approximately 1.067 English feet.

The daunting task

To even contemplate such a huge scheme of extensions and collaborations was a daunting task in itself.

Such an arc would however:

  • build upon the previous schemes in Peru and Lapland which basically set out to prove the shape of the earth but the equipment for which was still relatively crude
  • allow computation of accurate figures for the earth dimensions
  • be the first arc to feature in Russian territory
  • be the first multi-country arc
  • be the longest arc at that time.

In the 1860s A R Clarke, made very extensive inter-comparisons of arcs around the world in an endeavour to get the best possible overall results for the earth's dimensions. The Struve arc featured prominently in his calculations and was the longest of the six he used.

Further extensions in the 20th century have resulted in the "Struve" arc now theoretically reaching from near North Cape to the Cape of Good Hope. It was 1954 when two quite separate arcs – that by Struve and that started by Gill around 1882 in South Africa which gradually worked its way northwards, made a link-up feasible.

The field work

Bjorn Harsson, speaking at the FIG Congress in Melbourne in 1994 [4] summarised Struve's [5] reported division of work on the arc in four phases totalling seven sections.

Diagramatically the various phases of the arc measurement can be shown thus:

Date

Leader

Latitude

Section of arc and baselines

 

 

70° 40'

Fuglenaes (Hammerfest)

1850 Alta base

1845-1850

Hansteen (Norway)

 

 

 

 

68° 54'

Kautokeino

1851 Ofver-Torneå base

1845-1852

Selander

(Sweden)

 

 

 

 

65° 50'

1851 new baseline at Torneå

1736-1737

Maupertuis

 

 

 

 

 

1845 Uleåborg base

1830-1851

Struve

(Finland)

 

 

1802-1803

Svanberg

 

 

 

 

 

1844 Elimå base 60° 50'

 

 

60° 05'

Högland

 

 

 

1827 Simonis base

 

 

 

1816-1819 Livland survey based on Dorpat (= Tartu)

1816-1831

Struve

(Baltic)

 

 

 

 

56° 30'

Jacobstadt

 

 

 

1820 Ponedeli base

1816-1828

Tenner

(Lithuania)

 

 

 

 

 

1827 Ossownitza base

 

 

52° 03'

Belin

1835-1840

Tenner

(Podolia & Volynia)

 

 

 

 

 

1838 Staro-Konstantinow base

48</z> 45'

Dnestre River

 

 

 

 

 

1848 Romankautzi base

1844-1852

Tenner

(Moldova)

 

 

 

 

 

1852 Taschbunar base

 

 

45° 20'

Staro-Nekrassowska (Ismail)

First phase

Central West Russia 1816 to 1830

c 1816
The early work by Struve had baselines measured with wooden bars and angles by sextant yet even so he got good results.

1820
Struve obtained a grant from Dorpat University to fund further arc measurement including development of his own form of base line equipment He consulted with Gauss, and decided to adopt the observing method used by Schumacher on the arc between Denmark and Hannover. He took his reconnaissance northwards to Högland but whilst building substantial signals he did not leave bolts in the rock to mark the positions.

1822 to 1827
Struve fitted observing in between his lecturing duties. Professor Paucker from Latvia helped with the astronomical observations at Jacobstadt and Högland. Struve had already thought of crossing the Gulf of Finland although the connection would be difficult.

By 1825
Tenner's responsibilities extended into Moldova. He was also authorised by Prince Wolkonsky to carry out an arc measurement tied to baselines at Ossownitza and Ponedeli. As a result Tenner's most northerly point was then only 32 km west of Struve's most southerly station.

1828
The possibility of joining the two arcs brought the two astronomers together, possibly for the first time, and with it notice of the serious problem of scale differences.

Second phase

Extension to the south and north 1830-1845

This began with Struve requesting resources from the Tsar Nicholas I to extend northwards to Torneå. The idea was to connect with the earlier work of Maupertuis and the extension of that by Svanberg.

Meanwhile Tenner was continuing his geodetic work south of the River Dnestre passing through parts of the Ukraine. His baselines at Ossownitza and Staro-Konstantinow were among the longest in the whole arc. Astronomical observations were made at Kremenetz (lat. 50° 06') and Ssuprunkowzi (lat. 48° 44'). It was at this time that Tenner began to establish permanent station marks.

1831
Struve obtained permission to extend northwards and connect with the Lapland arc and even to extend that to the Arctic. He worked with 3 Finnish officers who had similarly been educated at Dorpat.

1832
Angle measures began with measurement in Finland mostly led by Woldstedt.

1844
A baseline was measured near Elimä (lat. 60°> 50'). Further agreement to extend the scheme south to the mouth of the River Danube and its observation by Tenner. When Tenner passed his results to Struve he also included values for the arc that connected to the Prussian geodetic network, thence to France and the British Isles. This was the first major transcontinental European East-West geodetic framework.

1845
Astronomical observations were made near Torneå (lat. 65° 51') and at Kilpi-Maki (lat. 62° 57'). A further base was measured at Uleåborg (lat. 65° 00').

This then allowed a readjustment of the chain from Torneå to Ssuprunkowzi, an arc of 17° 05' 33" which was later used by Bessel in his final determination of the figure of the earth.

Third Phase

Sweden and Norway 1844 to 1851

1844
Struve conferred with scientists from Norway, Sweden and Russia as well as with Tenner, on the possible extension southwards to the Black Sea and for a northern extension to the Arctic. Commissioners were appointed by Sweden and Norway to assess the feasibility – Sweden from Torneå to Kautokeino and Norway from there to North Cape. Later the same year Struve met with King Oscar I and proposed the extension to the Barents Sea. This was quickly agreed and N H Selander was made responsible.

1845
Norwegian participation was put in the hands of Christopher Hansteen (1784-1873) Director of the Christiana Observatory.

1845
13 June saw agreement between Sweden and Norway for the arc to begin. Hansteen despatched two young officers to reconnoitre the area, build signals and determine suitable sites for the baseline and astronomy.

1846 to 1850
The field observations.

1848-1849
After Tsar Nicholas I gave his assent Tenner completed the arc southward to Ismail = Staro-Nekrassowska (lat. 45° 20') on the Black Sea.

1850 May
The Alta base was measured by Klouman (1813-1885) and a Swede from Struve's staff at Pulkovo. The area was flat but the base was only 1154.7 t = 2251.7 m. Each terminal was monumented with a stone block, and small iron bolt at the centre. Bad weather severely delayed the astronomical observations at Fuglenaes and Lindhagen just managed to get the last boat south before the permanent winter dark set in. Unfortunately his assistant Lysander died on the long journey back to Pulkovo. There were 15 stations between Hammerfest and the Swedish border near Kautokeino. The astronomy was at Fuglenaes near Hammerfest because North Cape itself was unsuitable for the final station because of the weather conditions and persistent fog.

1851
A baseline was measured near Torneå and the astronomy completed at Stuor-oivi. There were 24 stations in the Swedish section which was mostly observed by Selander, Lindhagen, Skogman and Wagner.

Fourth phase

Completion 1852 to 1855

Some supplementary reobservation of suspect values were made during this period. To honour the completion of the arc monuments were erected at Hammerfest and Ismail.

Subsequent use

Data from this arc was used even as recently as 1942 by Izotov and Krassovsky in their ellipsoid calculation. Norwegian geodesists repeated the astronomical observations at Fuglenaes in 1928 with Hans Jelstrup and in 1950 with Yngvar Schiøtt. There was good agreement with a variation in latitude of less than 6m.

In the 1970s the remains of the training base at Pulkovo was recovered and new pillars established at the terminals.

Instrumentation

Struve used a universal instrument by Reichenbach of Munich which had a 13 inch diameter horizontal circle and 11 inch vertical circle. These were graduated to 5' and read directly by verniers to 4"

Tenner used a variety of seven instruments by a range of different makers. There were two repeating circles, one of 13 inches diameter by Baumann which read to 4" by vernier, and the other 14.3 inches by Troughton reading by vernier to 10" A 12 inch diameter terrestrial repetition theodolite by Reichenbach read by vernier to 4", an 8 inch astronomical repetition theodolite by Ertel reading to 10"; a repeating theodolite of 10 inches made in the Etat-major and reading to 5"; and two instruments by Ertel. The first two of these instruments gave inclined angles whilst the other five used by Tenner and that by Struve gave horizontal angles direct. [3]

Standards of length

The standard unit used was the toise of Paris which was the same as the toise of Peru. It was designed by Struve and constructed by Fortin. From this standard two field standards were made each of about 2 toise or 1728 lignes long. (1 ligne = 1/12 inch). Tenner on the other hand used a standard of 945 lignes which equates to the Russian sajène or 1.0946 toise. During 1850 to 1853 19 different standards were intercompared at Pulkovo. Thus the relationships become complicated.

That used on the baselines of Simonis, Elimä and Uleåborg was of 1728.01249 lignes of the Fortin toise at 13°R. For the bases at Alten, Over Torneå and Taschbunar the standard was of 1727.99440 lignes. For the Romankautzi base the standard was of 1728.01991 lignes. The value of Tenner's standard, used for the bases at Ponedeli, Ossownitza and Staro-Konstantinow was of 945.75779 lignes. [5]

Baselines

Sprinkled among the 258 principal triangles were 10 baselines, five of which were measured by De Tenner, three by Struve and one each by Selander and Hansteen.

Struve used four wrought iron bars each of 2 toise in length. One end of each bar had a small cylinder with slightly rounded end, the other end of each had a contact lever which was pivoted to the bar. Two thermometers were set into holes in the bars and the bars were each set in boxes from which their ends protruded. Seven of the baselines were measured using this equipment and Struve estimated the probable errors of each to be around 1ppm.

The other three baselines were measured by equipment devised by Tenner. Here the bars were of forged iron 2 sajènes long One end of each bar was fixed and the other free to move. At this latter end was a sliding scale that could be used to determine the distance between consecutive bars.

Results

Observations for latitude and azimuth were made at 13 selected stations 4 of these were in Scandinavia and the other 9 in the Russian states. This gave 12 arcs that could be computed separately. These varied from 1° 22' to 2° 54' in length.

From these the length of 1° was determined for each of the 12 arcs and these varied from 57 252 t in the far north to 57 068 t in the far south but there were some inconsistencies in between. Using seven different divisions there was a more regular decreasing pattern between similar extreme values.

Struve concluded that the overall length of the meridian arc was 1 447 787 toise (= 2 821 854 m) for 25° 20' 08.29" or 1° = 57 144 t

Combining his results with those of Bessel gave the ratio of the earth axes as about 293.7 : : 294.7. He did however make other calculations with varied results.

Summary

1830
End of phase one. There was a complete meridian arc from Högland in the Gulf of Finland (latitude 60° 05') to Belin (latitude 52° 02') = 8° 03' extent.

1844
End of phase two. There was a complete arc from Högland to the Dnestre river (latitude 48° 45').

1851
End of phase three. There was a complete arc from Fuglenaes to Staro-Nekrassowsa except for the need to add some supplementary data and reobserve various suspect stations – which took place during the last phase.

The full arc extended over 25° 20' 08.29" of latitude with the linear separation of the terminals as 2822 km. When combined with the observations of Bessel and with those in India it gave an oblate spheroid where the ratio of the major and minor axes were approaching 1 in 300, a value which is comparable with that acknowledged today.

3. A World Heritage Monument

How then does all this fit into the concept of a World Heritage monument? Such monuments to date have all been very large structures or features for which the area is often measured in many hectares. With the arc, the area covered by the chain of triangulation is large but the actual survey stations are essentially point positions only and even with any cairn that covers some of them the area taken up is but a few square metres per point. That does not appear to present a problem to the authorities who rather see the unusual concept as a challenge.

Today the Struve arc passes through ten countries - Norway, Sweden, Finland, and the SSR countries of Russia, Estonia, Latvia, Lithuania, Byelorus, Ukraine and Moldova. Each of these countries contain a good number of the Struve stations except Russia which has only – on the island of Högland in the Gulf of Finland.

The arc in total consists of some 265 points plus some ancillary ones in base extension networks. Of these a few are already permanently monumented such as those at Fuglenaes in North Norway, Kittis in Finland and Staro-Nekrassowka in the Ukraine. The first and last of these three have inscribed obelisks whilst that at Kittis has a form of pyramidal cairn with inset commemorative plate.

The aim is to select two or three points in each of the nine countries, other than Russia, that are recoverable as definite Struve positions and to have them marked in some commemorative manner. Those selected would be in positions of reasonable access to the public (some in North Norway for example require a helicopter to achieve access or alternatively several days trek).

The structure (if any) at the selected points would possibly vary from country to country but each would bear a similar plaque giving the briefest of information about the arc and the particular point.

Each of the countries involved is required to first of all identify two or three selected points and then to indicate how they would see them being permanently marked and maintained in good order and access. The authority for this would need to come from the national government department concerned. Considering the age of the points, the difficult access to the vicinity of many of them and the difficulty of recovering the ground mark, the task of compiling a summary for submission to UNESCO will obviously take hard work to complete.

Those working on the project hope to submit documentation by June 2000. This is being coordinated by the Survey Department of Finland. The arc passes through that country, and much of the material necessary is available there. Should UNESCO look favourably upon the idea and grant the arc World Heritage status, it would then be hoped to mount a remeasuring exercise by GPS at the selected points and to use that to investigate the accuracy of the original work. That could then lead to further investigative work relating to the original observations. However because of the very limited resources available at present, progress is one step at a time rather than opening up on several fronts at once.

The Future

If the project should come to a successful conclusion then it would not be impossible to extend the idea south into Africa and down the 30th meridian to South Africa. As is indicated by Chovitz & Fischer in 1956 [6], for purposes of determining the figure of the earth the arc of the 30th meridian was linked across the Mediterranean to European arcs. Thus it could be an extension of the Struve meridian arc project to continue through the African arc of the 30th meridian and so preserve a series of points from the North Cape to Port Elizabeth or even along to Cape Point.

Names

In the interval since Struve completed his work many place names have changed. Some have simply a change of one or two letters, others have completely altered their names. For example: Dorpat = Tartu, Donau = Danube, Leningrad = St Petersburg. The regional names also have changed so that, for example, Bessarabia is now Moldova and Livonia has been divided between Estonia and Latvia.

Acknowledgements

A project such as that for the Struve arc requires co-operation from many people. Thanks are due to Alan Batten, Jan de Graeve, Bjorn Harsson, Jane Insley, Vitali Kaptjug, David Wallis, the Finnish Survey Department and contacts in all the countries concerned. In particular, Jane Insley made many constructive comments on the draft of this paper.

Figures 1, 2 and 3 are taken from [7]. Photographs 1 to 5 are by the author with 6 and 7 by courtesy of Erik Tobé.

References

[1] Smith J R, 1986: From Plane to Spheroid. Determination of the Figure of the Earth from 3000 BC to the 18th Century Lapland and Peruvian Survey. Expeditions. Landmark Enterprises, Rancho Cordova, California.

[2] De L'Isle J-N, 1737: A proposal for the measurement of the earth in Russia. Phil.Trans. Royal Society. Vol XL No 449 p 27. This was a translation of the original.

[3] Butterfield A D, 1906: A history of the determination of the figure of the earth from arc measurements. Davis Press, Worcester, Mass.

[4] Harsson B G et al., 1994: The Russian-Scandinavian Meridian Arc Measurements 1816-1852 FIG Congress Melbourne Paper TS 101.3.

[5] Struve F G W, 1860: Arc du meridien de 25° 20' entre le Danube et la Mer Glaciale mésure depuis 1816 jusqu'en 1850. 2 vol. St Petersburg.

[6] Chovitz B & Fischer I, 1956: A New Determination of the Figure of the Earth from Arcs. Trans. American Geophysical Union, Vol 37 No 5 October pp 534-545.

[7] Smith J R, 1988: Basic geodesy. An introduction to the history and concepts of modern geodesy. Landmark Enterprises, Rancho Cordova, California.

Selected further reading

Batten A H, 1977: The Struves of Pulkovo - a family of astronomers. Journal of the Royal Astronomical. Society of Canada vol 71 No 5 October pp 345-372.

Batten A H, 1988: Resolute and Undertaking Characters: The lives of Wilhelm and Otto Struve. D Reidel Pub. Co. of Kluwer Academic Publishing Group.

Debarbat S, 1990: L'arc geodesique le plus long: Delisle, Les Struve et l'observatoire de Pulkovo. From Inertial Coordinate System on the Sky pp 25-28. J H Leiske and V K Abalakin (eds). Netherlands.

Dick W R, 1994: Wilhelm Struve and the Europäische Gradmessung. Geodeet Nr 6(30) pp 25-27 Tartu.

Kakkuri J et al., 1986: Le 250e Anniversaire de la Mesure de l'arc du meridien en Laponie. Pub. No 103 of Finnish Geodetic Institute. Helsinki.

Kaptjug V B et al., 1996: Struve's arc of the meridian agrees with the first GPS results. ZfV No. 12 pp 572-576.

Torim A, 1994: F G W Struve and the triangulation of Livonia. Geodeet Nr 6(30) pp 31-34 Tartu.

Veriö A, 1970: The Struvean triangulation stations today (In Swedish). Proceedings of the 6th general meeting of the Nordic Geodetic Commission, Helsinki.

Veriö A, 1990: One and a half centuries from the measuring of the Struvean chain. Paper 101.3 FIG Congress Toronto.

Veriö A, 1994: Later phases and utilizing of the Northern part of the Struvean chain. Geodeet Nr 6(30) pp 27-30 Tartu.

Zakiewicz T, 1997: The African arc of the 30th meridian. Paper presented at iKusasa CONSAS 97. Durban.

Dramatis personnae

A few words about the characters involved are appropriate here.

Hansteen
Christopher Hansteen was born 26 September 1784 in Christiana (now Oslo) and died in the same city 15th April 1873. He studied law at Copenhagen and later became Professor at Christiana. By 1817 as a President of the Geodetic Institute he played a leading role in the survey of Norway. He was particularly interested in geomagnetism and magnetic charting.

Lindhagen
Daniel Georg Lindhagen (1819-1906). Was a Swedish astronomer who worked in Pulkovo. He spent two years on survey work in Lapland. Later he became permanent secretary to the Royal Academy of Sciences in Stockholm. He married Wilhelm Struve's daughter Olga.

Maupertuis
Pierre-Louis Moreau de Maupertuis was born 28th September 1698 in St Malo and died on 27th July 1759 in Basel. On 8th October 1745 he married Eléonore Catherine von Borck. He was said to have been a spoilt child and this resulted in a certain intransigence and unwillingness to be criticised that later led him into difficulties. His early education was private. His father was ennobled by Louis XIV as René Moreau Sier de Maupertuys. After studying in Paris he was in the French army until 1723 when he became involved in the French Academy of Sciences. By 1728 he strongly believed in Newton's idea on the shape of the earth and began to work on his own theories and even published a treatise on the figure of the earth which signalled the beginning of the establishment of the Newtonian hypothesis in France. In 1736 he led an expedition to Lapland to make a measure of a meridian arc and he was later involved in further arc measurements in France. In 1745 he accepted an invitation from Frederick the Great to go to the Academy of Sciences in Berlin where he became its President.

Selander
Nils Haqvin Selander (1804-1870) Director of the Stockholm Observatory.

Struve
Friedrich Georg Wilhelm Struve was born in Altona, Germany 15th April 1793 and died 23rd November 1864 in Pulkovo, Russia. He married twice with a total of 18 children. He graduated in philology from Dorpat in 1810 and started work at the University observatory. By the age of 20 he became Professor of Mathematics and Astronomy at Dorpat. His involvement in the survey of Livonia was the start of almost 40 years of work on the meridian arc. As a result of which, in 1857 he proposed the measurement of an arc of latitude covering 69° from the West coast of Ireland to Orsk on the Ural river. He was a founder of the Russian Geographical Society and belonged to some 40 scientific academies, learned societies and the like.

Svanberg
Jons Svanberg was born 6th July 1771 in Neder-Kalix, Norrbotten, Sweden, and died 15th January in Uppsala. By 1787 he was studying at Uppsala University where he was to later become Professor of Mathematics. During the period 1799-1801 he led a team that reobserved the work of Maupertuis 60 years earlier at the north end of the Gulf of Bothnia. In doing so he extended the original. He had a love of decimals (which is evident in the exaggerated accuracy he quoted in his observations) and complicated calculations.

Tenner
Karl Ivanovitsch de Tenner was born 22 June 1783 in Narva and died 28 December 1859 in Warschau. He spent much of his working life on the arc measurement. In 1848 with Zylinski he found earth parameters of a = 6380 880 m, f = 263.597. Tenner devised a base measurement system using only one bar with temperature obtained from two thermometers whose bulbs were inserted into the body of the bar.

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