Первым шагом в проведении топографической съемки от Лондона до Дувра стало построение точно вымеренной базисной линии. 17 апреля 1784 г. генерал Рой повез делегацию в составе сэра Джозефа Бэнкса, мистера Генри Кавендиша и доктора Чарлза Благдена посмотреть на пустошь Хаунслоу-Хит, удобно расположенную по отношению к Лондону и Королевской обсерватории в Гринвиче. Пустошь эта была необычайно ровной, и единственное, что с ней необходимо было предварительно сделать, – это очистить от многочисленных кустов дрока и муравейников. Генерал Рой предпочел отрядить на эту тяжелую работу не гражданских рабочих, а команду военных – как для того, чтобы уменьшить стоимость операции, так и для обеспечения максимальной сохранности точных инструментов.

Как только договорились о месте, Рой заказал у мастера-инструментальщика Джесса Рамсдена лучшую мерную цепь, какую только можно изготовить, длиной ровно в 100 футов. Пока Рамсден работал над изготовлением цепи, Рой с помощниками занялся поисками наилучшей древесины хвойных пород (ели или сосны). Им нужен был, по возможности, брус из белой новоанглийской сосны; ее древесина обычно имеет ровные волокна, она легче и меньше склонна коробиться, чем древесина любой другой сосны. Они обнаружили такое бревно – старую корабельную мачту – на королевской верфи в Дептфорде, однако, когда начали пилить, оказалось, что она вся изрешечена картечью и не годится в дело. Наконец выбрали брус шотландской сосны и изготовили из него три рейки длиной 20 футов 3 дюйма сечением 2 на 1,25 дюйма с наконечниками из колокольной бронзы. Рейки выравнивали и полировали так же тщательно, как прецизионные инструменты, поскольку предполагалось, что с их помощью можно будет проверять расширение и сжатие стальной мерной цепи, вызванное перепадами температуры. Рой был очень доволен ими. Он гордился также своей линейкой, которая обладала почтенной родословной. Это была 42-дюймовая латунная линейка с дополнительной шкалой-верньером; она способна была измерять тысячные доли дюйма. Изготовил ее Джонатан Сиссон для Джорджа Грэхема, часовых дел мастера. Позже линейку купил другой мастер-инструментальщик, Джеймс Шорт, а генерал Рой, в свою очередь, приобрел ее на распродаже инструментов Шорта. Рой проверил ее по стандартной мере длины, хранившейся в Королевском обществе (при температуре 65 °F); длина линейки оказалась в точности правильной.

Редко когда в истории – если вообще такое бывало – можно встретить линию, которую измеряли бы с таким же тщанием, как базис на Хаунслоу-Хит. К первым грубым измерениям при помощи натянутого шнура приступили 16 июня 1784 г., а закончили измерения базовой линии общей длиной чуть больше пяти миль только в последний день августа. Линию надлежало измерить сначала при помощи мерной цепи мистера Рамсдена, затем при помощи деревянных реек; были все основания надеяться, что точность каждого из этих измерений составит тысячные доли дюйма. Каждый день цепь и рейки проверяли на расширение или сжатие; за температурными изменениями следили круглые сутки, а по ночам приборы защищали от воздействия температуры и влажности.

Максимум любви и заботы доставался мерным рейкам. Их хранили в специальных деревянных ящиках, тщательно укрепленных со всех сторон, и всегда держали под рукой термометр для проверки их температуры. Однако, несмотря на все предосторожности, вскоре рейки начали заметно менять длину под воздействием влажности воздуха; в конце двадцатичетырехчасового промежутка времени они иногда различались по длине на тридцатую долю дюйма. «Учитывая, сколько времени и труда было затрачено, чтобы получить то, что мы имеем все основания считать лучшими мерными рейками, которые когда-либо были изготовлены, – писал Рой, – было немалым разочарованием теперь узнать, что они настолько подвержены расширению и сжатию от влажного и сухого состояния атмосферы и не оставляют нам надежды на то, что мы сумеем с их помощью определить длину базиса с той степенью точности, на которую мы нацелились с самого начала». Было уже измерено больше половины базисной линии, когда Рой решил, что, как бы тщательно он ни вводил поправки на расширение и сжатие реек, результат все равно окажется недостаточно точным. По его расчетам, суммарная ошибка по всей длине базиса могла достичь по крайней мере двух футов – слишком много.

Рой почти уже решил попробовать мерные стержни из чугуна, когда на место работ заехал подполковник Колдервуд. Он предложил использовать стеклянные стержни, предпочтительно цельные. Идея Рою понравилась, и он заказал один такой на пробу, однако после нескольких попыток стеклодувы заявили, что сплошной стержень длиной двадцать футов и диаметром один дюйм они изготовить не смогут. В конце концов мистер Рамсден изготовил стержни для Роя из стеклянной трубки. Их делали очень тщательно и еще тщательнее измеряли по стандарту на протяжении всего периода работ. Стеклянные трубки хранились закрепленными в деревянных ящиках; измерения показали, что они сжимаются и расширяются не больше чем на 0,279 дюйма, причем их сжатие и расширение несложно предсказать, а следовательно, учесть. Сезон полевых работ приближался к концу, а задержек было множество, в частности место съемки нередко посещали важные лица, включая его величество короля, для которых нужно было каждый раз устраивать экскурсию. Возникла проблема и с пересечением старой римской дороги из Стейнса в Лондон – по дороге в обе стороны двигался бесконечный транспортный поток. По этим причинам от использования стальной мерной цепи пришлось отказаться, и топографы заканчивали съемку с одними только стеклянными мерными стержнями. 31 августа военный отряд был отпущен; Рой объявил коллегам, что длина базисной линии, после приведения к уровню моря и отбрасывания «некоторых бесполезных десятичных знаков», составила 27 404,7219 фута. Позже это число было немного уменьшено; после многочисленных поправок оно было принято равным 27 404,0137.

Между предварительной съемкой на Хаунслоу-Хит и началом прокладки триангуляционного ряда от Лондона к Дувру прошло почти три года. На этот раз в задержке невозможно было обвинить правительство; напротив, причиной ее стал «инструмент». Рой безуспешно пытался сохранить терпение. «Невозможно было предвидеть, – писал он, – что почти три года пройдет, прежде чем, даже в этой стране, можно будет раздобыть инструмент для измерения углов». Дело, однако, обстояло именно так. Очевидно, железный квадрант Пикара, оборудованный зрительными трубами, был недостаточно хорош для Роя и его коллег; они заказали мистеру Рамсдену инструмент другого рода. Прибор, изготовленный в согласии с жесткими требованиями заказчиков, обладал бы бесконечными возможностями. Инструмент должен был представлять собой комбинацию меридианной трубы для измерения вертикальных углов и градуированного круга (вместо квадранта), также снабженного зрительной трубой для измерения горизонтальных углов. Главный аргумент в пользу превосходства его над инструментом Пикара – способность измерять доли угловой секунды; но именно проблема точности доставила мистеру Рамсдену немало мучений.

Весной 1787 г. Рамсден объявил, что заказанный инструмент вот-вот будет готов, в Королевском обществе царило сильное возбуждение. Доктор Благден отложил запланированную поездку на отдых в Германию, а сэр Джозеф Бэнкс начал через французского посла, маркиза де Кармартена, переписку с Французской академией относительно деталей совместной операции по съемке через пролив и о том, что именно должны сделать при этом французские ученые. Тем временем генерал Рой не позволял никому из коллег забыть о том, что, хотя предстоящие события важны и сами по себе, главная и окончательная цель «всегда считалась еще более важной природы, а именно заложить фундамент для генеральной топографической съемки Британских островов». Готовясь к будущим сезонам, он составил карту предполагаемого расположения треугольников со сторонами от 12 до 18 миль от Гринвича до побережья, с одного берега на другой через пролив, и серии треугольников на французской стороне в окрестностях Кале и Дюнкерка.