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EXTERIOR ORIENTATION FOR AIRBORNE REAL TIME MAPPING 
HOLGER SCHADE 
Institute for Photogrammetry 
University of Stuttgart 
Keplerstr. 11 
D-70174 Stuttgart 
GERMANY 
KEY WORDS: Exterior Orientation, GPS, GPS Attitude, Real-Time Mapping, Accuracy Analysis 
ABSTRACT 
Real-time mapping applications from aerial sensor systems, require in principle two major data 
sources. On one hand it is important to gather knowledge about the observation geometry during the 
flight and on the other hand it is necessary to acquire as much information as possible about the 
object space which is to be mapped. 
This paper will concentrate on the acquisition of information about the observation geometry. With 
the advent of the Global Positioning System (GPS) the real-time determination of an aircrafts 
position with high accuracy (« 1m) has become available. Besides positioning, new developments of 
multi-antennae GPS receiver opened up the opportunity to measure also the aircrafts attitude, with 
an accuracy of less than 0.5 degrees in real-time. Hence, with GPS it has become possible to 
determine the entire exterior orientation of a moving aircraft in real time with high precision. The 
concern of this paper is to present an accuracy analysis of GPS positioning and attitude determination 
under real-time mapping conditions. This analysis is based on experimental airborne GPS data for a 
typical photogrammetric application. 
KURZFASSUNG 
Grundsätzlich werden zur Herstellung von Karten aus Bildinformation, in Echtzeit, zwei wesentliche 
Informationsquellen benötigt. Neben semantischer Information über die Objekte des 
Beobachtungsraumes, spielt die Beobachtungsgeometrie zum Zeitpunkt der Aufnahme eine zentrale 
Rolle. Die direkte Bestimmung der Beobachtungsgeometrie in Echtzeit ist die maßgebliche 
Fragestellung die in dieser Arbeit behandelt werden soll. Mit der Entwicklung des NAVSTAR/Global 
Positioning System bietet sich nun erstmals die Möglichkeit die Parameter der äußeren Orientierung 
direkt mit hoher Genauigkeit (< 1m) zu bestimmen. Neben der Positionierung, kann die Neigung 
eines Flugzeuges durch die Nutzung von Multi-Antennen GPS Empfängern ebenfalls direkt in 
Echtzeit mit Genauigkeiten im Bereich von einigen Zehntel Gon bestimmt werden. In dieser Arbeit 
wird eine Genauigkeitsanalyse der GPS Positionierung und Neigungsbestimmung unter den 
Rahmenbedingung einer Echtzeit-Kartierung diskutiert. Die Analyse basiert auf experimentellen 
Flugdaten einer photogrammetrischen Befliegung. 
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