很久以來,人們由於缺乏子午線的測量方法和器具,隻能嚴格按照自然規律本身,用常用的、固有的標準來測量子午線。
實際上,最好的辦法是測量地球的真實圓周。古代也有許多人試圖采用這種方法測量:古代著名科學家亞裏士多德(公元前384~前322)曾把兩極至赤道分成上億個埃及肘尺;普托勒米時期,伊拉特森沿著尼羅河利用角度測量粗略地計算了錫恩到亞利山迪亞之間的距離。
但是,無論是波西多紐斯還是普托勒米都沒有精確地計算出這條最短路線的長度,他們的弟子和傳人們也沒有做到。
1669年,法國的皮卡爾德,最早運用角度測量法測出地球上巴黎至阿米恩之間的距離為57,060英尋。
1790年,法國在塔利蘭德的提議下,為了使測量值更精確而召開了一個特別立憲會議,會議以法令形式向科技協會提出要求重新建立固定的重量和長度單位。於是許多傑出的科學家聯名提出了新的長度和重量單位。
雖然利用角度測量的度值在世界各地得到廣泛應用,雖然,因為地球是個圓球而不是個圓麵,所以它在運轉時兩極會變得越來越扁平,這就使得測量地球兩極的扁平率成為一種必要。
1768年,在北美洲的賓夕法尼亞和馬裏蘭的邊界,天文學家麥遜和迪克森估算了美洲長度為56,880英尋。
通過以上各種測量結果我們可以看出:地球的平均度值為57,000英尋,將這個平均度值乘以地球圓周對應的360度就可以算出地球的圓周為9,000裏格。
但是,由於是在世界各地測定的弧長,其結果並不一致。然而,從度值測量的平均值57,000英尋人們得出了新的測量單位“米”:天文子午線長度的四千萬分之一,約39.37英寸。
盡管米製單位確實比其它長度單位優越,也有些國家立即接受了它,但它並未被包括英國在內的所有文明國度所采納。
1790年5月8日,立憲會議邀請皇家協會的成員與法國科學家共同討論“米”長是否以60秒鍾內單擺的總長為基礎,並頌布法令來決定是否用“米”來作為測量地球圓周的最小單位。
但一場政治糾紛耽擱了會議的召開,而“米”終於沒被英國采納。“米”的優越性在長期的使用中越來越明顯,英國在1854年也終於在知識界和商界的強烈要求下而采用了它。
英國政府決定在確定這種新的測量方法是否精確前不公開使用“米”的法令,但政府卻就米製與俄國政府達成協議。這就是這次由三個英國天文學家和三個俄國天文學家組成的科學委員會的來龍去脈。
科學家們在倫敦會合,他們決定首先到南半球測量子午線的一段弧長,然後到北半球測量另一段弧長。從這兩個測得的結果,希望能夠得到全世界公認的精確值。
本來是要在南非、澳大利亞和新西蘭三個英國的殖民地中選擇目標。但由於新西蘭和澳大利亞位於歐洲的另一麵,他們必須經過遙遠的航行才能到達,而且毛利人和土著澳大利亞人經常和殖民者交戰,這就加大了他們勘察的難度。而南非則有許多優勢:首先,它與俄國在歐洲的部分位於同一子午線上,在測量了南非的一段子午線之後,委員會可以秘密地測量沙皇俄國的一段子午線;其次,相對而言,到南非的行程也較短;再次,這些來自英國和俄國的專家將有一個來驗證法國天文學家拉加利測量的準確性很好的機會。拉加利曾在南非好望角測量過子午線的度值為57,037英尋。
盎格魯-俄羅斯委員會決定讓他們選擇好望角為勘察地,這個決定得到兩國政府的讚同,政府派威廉·埃默裏到南非境內作好事先的準備,而且為委員們提供了豐厚的資金和三角測量儀器的複製品,並派奧古斯塔護船艦護送科學家們到橘子河口。
然而這並非隻是單純的科學問題,他們之所以能夠共同團結協作完成這次測量,也是為了一種民族尊嚴。要憑著科學家在南非的荒山中,在惡劣的條件下測量出比拉加利更精確的結果,從而在計算和科學分析上超過法國。所以委員會成員們都下定了決心,為了給世界一個精確的答複,即使獻出自己的生命也在所不惜。