2.1.2.2 Gemessene Orientierungswinkel (IMU)
GPS/IMU-Systeme sind für nahezu alle Luftbildkameras verfügbar. Diese Systeme erlauben eine direkte Messung der Orientierungswinkel während des Bildfluges. Für terrestrische Aufnahmen sind viele Kameras ebenfalls mit Winkelmesseinheiten ausgestattet, die die Messung der Orientierungswinkel für ϕ und ω und teilweise auch für κ gestatten. Bei terrestrischen Aufnahmen kann der Winkel κ oft auch durch Einspielen von Libellen oder durch Drehen der Kamera in Raststufen fest vorbestimmte, bekannte Werte annehmen.
Diese Messwerte oder bekannte Winkelwerte können als zusätzliche Beobachtungen in der Ausgleichung genutzt werden. Die gemessenen Orientierungen werden jedoch um konstante Richtungsunterschiede von den tatsächlichen Orientierungen abweichen. Da es sich in der Photogrammetrie immer um mitgedrehte Achsen handelt, können die aus den Orientierungsunterschieden resultierenden Winkelunterschiede nicht additiv an den gemessenen Winkelwerten angebracht werden, sondern nur durch eine räumliche Drehung. Dies gilt auch, wenn die Korrekturwinkel nur sehr klein sind. Es gilt:
mit
Drehung von Gelände nach Instrument (Messwerte Φ, Ω, Κ der IMU oder eines Phototheodoliten).
Drehmatrix des Bildes. Drehung von Gelände nach Photo (Bildwinkel φ, ω, κ)
Drehung von Photo nach Instrument (Kalibrierwinkel dφ, dω, dκ)
Die Kalibrierwinkel dφ, dω, dκ werden automatisch als zusätzliche Unbekannte in die Ausgleichung eingeführt, sobald ein Ansatz nach Gleichung 2.1.2/2 erfolgt. Sie sind für eine Aufnahmekamera konstant und gehören zu ihren Kalibrierwerten. Wenn dφ, dω und dκ bekannt sind, können sie zusätzlich als Beobachtungen in die Ausgleichung eingeführt werden.
Für terrestrische Anwendungen wird zur Gewichtsberechnung für die gemessenen Winkelwerte Φ, Ω und Κ eine Standardabweichung von ¼ der Libellenangabe vorgeschlagen.
Beschränkungen:
Der hier gewählte Ansatz berücksichtigt nicht eventuelle Achsfehler der Drehachsen des Winkelmeßsystems, sondern setzt streng orthogonale Drehungen voraus. Eine eventuelle Meridiankonvergenz ist vorab zu korrigieren, andernfalls sind die Ergebnisse definitiv falsch!