2.1.3 Kinematische GPS-Positionierung
Während eines Bildfluges können die Aufnahmeorte mit dem Global Positioning System (GPS) bestimmt werden. Die mit einem solchen System ermittelten Koordinaten beziehen sich dabei zunächst auf die GPS-Antenne auf dem Flugzeugdach (vergleiche Kapitel 5.3). BINGO bietet die Möglichkeit, die Projektionszentren mit der jeweiligen Antennenposition durch eine Bedingung in Anlehnung an Gleichung 2.1.2/1 zu verknüpfen:
Der Vektor e' kann in BINGO als Unbekannte eingeführt werden, wenn ein Ansatz nach dieser Gleichung erfolgt. Das Gewicht einer solchen Beobachtung wird durch die Eingabe einer der Genauigkeit entsprechenden a priori Standardabweichung festgelegt.
Günstiger ist es, wenn die Umrechnung der GPS-Antennen-Koordinaten auf das jeweilige Projektionszentrum direkt von Flugzeugsystem durchgeführt wird, weil dabei auch die Winkelwerte einer stabilisieren Plattform in die Rechnung einbezogen werden können.
Es ist besonders zu beachten, dass das Bildkoordinatensystem für Luftbilder anders zur Kamera liegt als das für terrestrische Aufnahmen (vergleiche Kapitel 2.1.1). Daher darf ein einmal definierter Vektor e' nur für Luftbilder oder nur für terrestrische Aufnahmen benutzt werden.
Abb. 2.1.3-1 Bildflug mit GPS-Aufzeichnung
Das kritische Element bei diesem Ansatz ist die mögliche systematische Verfälschung der GPS-Koordinaten beim Prozessieren der GPS-Daten. Aus diesem Grund ist eine wesentliche Verfeinerung des mathematischen Ansatzes erforderlich.
Beim Bildflug werden zunächst die Signale der GPS-Satelliten (Sinuswellen) kontinuierlich empfangen und im Sekundentakt, Halbsekundentakt oder besser aufgezeichnet. Dies entspricht einer ständigen Entfernungsmessung zu jedem einzelnen Satelliten, bei der jedoch nicht genau bekannt ist, wie viele ganze Wellenlänge der Satellit entfernt ist (Phasenmehrdeutigkeit). Solange die Verbindung zu den Satelliten gehalten wird, ist die Änderung der Entfernungen jedoch sehr genau bestimmbar. Durch eine Beobachtungsdauer von wenigstens 15 Minuten und gleichzeitige Beobachtung mindestens einer Referenzstation mit bekannten Koordinaten kann der Flugweg mit hoher Genauigkeit rekonstruiert werden. Da Flugzeug und Satelliten ständig in Bewegung sind, ist die Lösung dieser Aufgabe mathematisch sehr aufwendig.
Das Abreißen der Verbindung zu einzelnen Satelliten und Änderungen in der Satellitenanzahl erschweren die Aufgabe. Aus diesem Grunde ist es oft nur mit hohem Aufwand oder gar nicht möglich, alle Phasenmehrdeutigkeiten korrekt aufzulösen.
Falsche Lösungen für die Anzahl der ganzen Wellenlängen verfälschen jedoch die berechneten GPS-Koordinaten zum Teil erheblich. Der Einfluss auf die geometrische Verzerrung ist dabei Abhängig von der Satellitenkonfiguration und vom Flugweg. Eine genaue Beschreibung der Deformation des Flugweges ist auf einfache Weise nicht möglich. In jedem Falle handelt es sich nicht um lineare Veränderungen. Trotzdem werden diese Deformationen hilfsweise durch die traditionellen Shift- und Driftparameter korrigiert.
Die in früheren BINGO-Versionen vorhandene strenge CPAS Lösung (Combined Phase Ambiguity Solution) steht nicht mehr zur Verfügung.