W 1761 kolonialni geodeci podjęli próbę wyznaczenia linii stycznej do okręgu przechodzącej przez środek Linii Transpółwyspowej. Wobec braku odpowiednich umiejętności i przyrządów pomiarowych wyniki okazały się być dyskusyjne. Podczas pierwszej próby wyznaczona linia przecięła łuk i minęła zakładany punkt styczności w odległości pół mili na wschód. Druga próba również była nieudana. Linia minęła łuk w odległości 350 jardów na zachód.
W tej sytuacji rodziny Pennów i Calvertów zwróciły się z prośbą o pomoc do królewskiego astronoma Jamesa Bradleya z obserwatorium w Greenwich. Za jego rekomendacją powołały one Charlesa Masona i Jeremiaha Dixona, aby utworzyli komisję demarkacyjną i wytyczyli granicę.
Prace Masona i Dixona Mason i Dixon przybyli do Filadelfii 15 listopada 1763. Wyposażeni byli w najnowocześniejsze przyrządy pomiarowe. Ustalili, że południowym krańcem miasta jest ściana domu położonego po południowej stronie ówczesnej Cedar Street. W oparciu o pomiary astronomiczne Mason i Dixon stwierdzili, że znajduje się on dokładnie na szerokości geograficznej 39°56′29,1″. thumb|350px|Przebieg prac Masona i Dixona Wzdłuż tego równoleżnika przeszli oni 31 mil na zachód. Tam, na farmie Johna Harlanda ustanowili prowizoryczne obserwatorium i założyli punkt pomiarowy w postaci dużego kamienia, dokładnie na szerokości geograficznej 39°56′18,9″. Na farmie Harlanda spędzili całą zimę.