本实用新型涉及地下管线测量技术领域，尤其是涉及一种数字地下管线测量系统。
背景技术：
地下管线历来是城市的“血管”和“神经”，地下管线涉及给水、雨水、污水、燃气、电力、路灯、有线电视、工业等十多种地下管线，形成了一张错综复杂的地下管线网络，为了满足城市建设的需要，查清复杂的地下管线的情况，及时、准确地测定地下管线的位置和分布情况，我国已经生产或引进了许多不同类型的地下管线勘测仪器。生产勘测单位经过多年的经验累积和多种勘测方法的相互配合，已经可以比较准确地勘测出地下管线的地点和埋深。一般管线探测的精度为平面5cm，高程3cm，但是有的大型及精密工程测量在精度上有更高的要求，目前管线探测仪获得数据的精度上不能满足其需要。
技术实现要素：
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种数字地下管线测量系统。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种数字地下管线测量系统，用于对地下管线的多个管线点进行测量，包括计算机、全站仪、静态GPS接收机以及分别与各管线点匹配设置的多个地面标志物，所述的全站仪和静态GPS接收机通过电缆与计算机通讯连接，所述的全站仪的顶部连接有竖向的伸缩杆，所述的静态GPS接收机设置在伸缩杆的顶端。
优选地，所述的全站仪包括支架和设置在支架上的全站仪本体，所述的全站仪本体的顶部设有提手，提手顶部中央设有螺孔，所述的伸缩杆通过螺孔与提手可拆卸连接。
优选地，该系统还包括用于测量静态GPS接收机和全站仪本体之间距离的激光测距仪，所述的激光测距仪设置在GPS接收机上，并与计算机通过电缆通讯连接。
优选地，测量时，所述的地面标志物距离全站仪的距离为50～100m。
优选地，所述的全站仪为高精度自动跟测全站仪。
优选地，所述的全站仪的精度如下：测角精度为0.5″，测距精度为0.8mm+1ppm·D，观测照准精度为2″，对中误差为5mm，目标偏心误差为5mm。
采用所述的数字地下管线测量系统的测量方法，包括以下步骤：
(1)确定与管线点匹配设置的地面标志物，架设全站仪，安装静态GPS接收机；
(2)输入全站仪的假定位置信息，使用全站仪对各地面标志物进行测量，得到地面标志物的假定位置信息，同时通过静态GPS接收机获取位置信息，地面标志物的假定测量信息及静态GPS接收机获取的位置信息通过电缆传输至计算机；
(3)以全站仪对多个管线点的地面标志物测量完毕后，静态GPS接收机获取的位置信息作为静态GPS接收机的位置信息，计算机根据静态GPS接收机的位置信息结合全站仪本体与静态GPS接收机的相对位置计算得到全站仪的位置信息，并用其替换假定位置信息，根据地面标志物的假定测量信息计算得到地面标志物的测量信息，根据全站仪的位置信息与地面标志物的测量信息计算出地面标志物的位置信息，从而得到管线点的位置信息。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
(1)测量效率和测量精度高。本实用新型利用静态GPS接收机获取位置信息精度高的优点，来对全站仪的位置信息进行精确测量，而由于静态GPS接收机得到高精度的坐标需要的时间较长，因此，先输入全站仪的假定位置信息(也就是输入一个假定的位置信息)，然后再进行各管线点的测量，一段时间后，待多个管线点测量完毕，静态GPS接收机获得的位置信息精度已达到较高水平，此时用静态GPS接收机获取的位置信息作为静态GPS接收机的位置信息，计算机根据静态GPS接收机的位置信息结合全站仪本体与静态GPS接收机的相对位置计算得到全站仪的精确位置信息，用该精确位置信息替换假定位置信息并根据地面标志物的假定测量信息计算得到地面标志物的测量信息，根据全站仪的位置信息与地面标志物的测量信息计算出地面标志物的位置信息，从而得到各管线点的精确位置信息。
(2)方法简单，操作方便。全站仪的位置信息通过静态GPS接收机获取，不必设置后视点，全站仪的选位更加自由，能够通过合适的选位，一次测量更多的管线点，而一次测量的管线点越多，需要的时间也越多，静态GPS接收机获取的位置信息也越精确，测量结果也越高，由于静态GPS接收机获取位置信息和全站仪测量是同步进行的，不会因此而降低测量效率。
(3)在高精度数字地下管线的测量过程中，测点的距离最好控制在50-100m。鉴于此，全站仪的测角精度为0.5″，测距精度为0.8mm+1ppm·D，观测照准精度为2″，对中误差为5mm，目标偏心误差为5mm。同时，在测量过程中，应严格标定管线测点中心的位置，确保测点平面点位的精度，则可达到毫米级的精度。
(4)对于多个特殊管线点的高精度实时动态监测，高精度自动跟测全站仪可以节省人力与成本，提高工作效率。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中，1为计算机，2为支架，3为全站仪本体，4为提手，5为伸缩杆，6为静态GPS接收机，7为地下管线，8为地面标志物。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
实施例1
一种数字地下管线测量系统，如图1所示，用于对地下管线7的多个管线点进行测量，包括计算机1、全站仪、静态GPS接收机6以及分别与各管线点匹配设置的多个地面标志物8，所述的全站仪和静态GPS接收机6分别通过电缆与计算机1通讯连接，所述的全站仪的顶部连接有竖向的伸缩杆5，所述的静态GPS接收机6设置在伸缩杆5的顶端。
本实施例的全站仪包括支架2和设置在支架2上的全站仪本体3，所述的全站仪本体3的顶部设有提手4，提手4顶部中央设有螺孔，所述的伸缩杆5通过螺孔与提手4可拆卸连接。为了获取静态GPS接收机6与全站仪本体3之间的精确相对位置(在竖直方向上的距离)，该系统还包括用于测量静态GPS接收机6和全站仪本体3之间距离的激光测距仪，所述的激光测距仪设置在GPS接收机6上，并与计算机1通过电缆通讯连接。为了实现对多个管线点进行跟踪测量，本实施例的全站仪为高精度自动跟测全站仪。
地下管线的数字采集测量误差主要是指测量仪器的误差和测量观测的误差。
1、全站仪观测中的误差
全站仪观测中的误差主要包括全站仪水平角观测中的误差和垂直角观测中的误差。其中，全站仪水平角观测中的误差主要是由目标偏心误差、对中误差和照准误差构成的；垂直角观测中的误差主要由照准误差与仪器自动补偿误差构成。
全站仪观测中的误差m主要是由水平角观测中的误差m1和垂直角观测中的误差m2构成。全站仪的观测误差也包括外界环境影响引起的误差m3、仪器自身误差m4和仪器读数误差m5。仪器自身误差主要是指垂直轴误差。据相关部门统计，在通常情况下，m＝±1.5″，外界环境的影响主要是指温度的变化，仪器读数的误差大致为m±1.5″。
a、全站仪的水平角观测误差
在使用全站仪测量地下管测点坐标时，应将全站仪照准对中杆，对中杆可产生0.01m的对中误差，目标偏心误差m11为：
式(1)中，ρ为弧度值，e为偏心距，取值0.01，s为边长。
在测量过程中，对中误差一般为0.005m，利用式(1)计算对中误差m12，其中，e＝0.005，边长为s，ρ＝206265。全站仪的水平角观测误差为：
式(2)中：m13为照准误差，是观测本身的误差，一般是指望远镜的照准误差，它与望远镜的使用放大倍数有关。
b、全站仪的垂直角观测误差
全站仪的垂直角观测误差为：
式(3)中：m21为照准误差，与水平角观测时的照准误差相同；m22为仪器中液体补偿器的实偿精度。
因此，全站仪的观测中误差为：
2、全站仪距离观测误差
距离观测的误差主要包括仪器误差、对中杆偏离误差和棱镜半径误差。距离观测误差的公式为：
式(5)中：d1为仪器误差，它是全站仪的标称精度；d2为对中杆偏心所产生的误差，d2±10mm；棱镜半径误差为d3±20mm。
3、测点的平面点位精度
在测量过程中，应严格标定管线测点的中心位置，确保测点的平面点位准确，以减少误差。对于一个固定观测点P，可利用式(6)计算其坐标：
式(6)中：xA、yA为测站坐标；S为水平距离；α0为起始方位角；β为左转折角。
将式(6)进行微分整理可得：
式(7)中：ms为测距中误差；mβ为半测回中误差；S为距离；ρ＝206265。因此，利用式(7)即可求出mp，即测点的平面点位中误差相对于起算点的距离。
本实施例的全站仪的精度如下：测角精度为0.5″，测距精度为0.8mm+1ppm·D，观测照准精度为2″，对中误差为5mm，目标偏心误差为5mm。测量时，所述的地面标志物8与全站仪的距离为50～100m。
采用权利上述数字地下管线测量系统的测量方法，包括以下步骤：
(1)确定与管线点匹配设置的地面标志物8，架设全站仪，安装静态GPS接收机6；
(2)输入全站仪的假定位置信息，使用全站仪对各地面标志物8进行测量，得到地面标志物8的假定位置信息，同时通过静态GPS接收机6获取位置信息，地面标志物8的假定测量信息及静态GPS接收机6获取的位置信息通过电缆传输至计算机1；
(3)以全站仪对多个管线点的地面标志物8测量完毕后，静态GPS接收机6获取的位置信息作为静态GPS接收机6的位置信息，计算机1根据静态GPS接收机6的位置信息结合全站仪本体3与静态GPS接收机6的相对位置计算得到全站仪的位置信息，并用其替换假定位置信息，根据地面标志物8的假定测量信息计算得到地面标志物8的测量信息，根据全站仪的位置信息与地面标志物8的测量信息计算出地面标志物8的位置信息，从而得到管线点的位置信息(平面位置和埋深)。