在地震频发的今天,如何快速、精准地获取地震信息,成为挽救生命和减少损失的关键。武汉大学团队研发的 GSeisRT 软件平台,通过融合北斗卫星导航系统(BDS)与多全球导航卫星系统(GNSS),实现了厘米级至亚厘米级的实时地震监测定位,为全球地震预警体系注入了 “中国智慧”。

一、技术突破:从 “延迟秒级” 到 “实时厘米”

传统地震监测依赖地面传感器网络,覆盖范围有限且易受环境干扰。而 GSeisRT 的核心创新在于其实时精密单点定位(PPP)与模糊度解算(PPP-AR)技术。通过区域 GNSS 网络自主估算卫星钟差和相位偏差,该技术将数据延迟缩短至 6.36 秒,仅为国际同类服务的三分之一。这种 “本地化” 处理使定位精度达到厘米级,在地震发生的数分钟内,水平位移监测精度可达 4 毫米,垂直方向为 8 毫米,为快速评估震源参数提供了前所未有的细节。

此外,GSeisRT 支持北斗、GPS、GLONASS 和 Galileo 四大系统协同工作。多源数据融合显著提升了定位稳定性,例如在 2023 年对美国 NOTA 网络的测试中,GSeisRT 在 24 小时内的平均 RMS 误差仅为 1.2 厘米(东向)、1.3 厘米(北向)和 3.0 厘米(垂直),较传统 GPS-only 方案精度提升 30%-40%。

二、实战验证:成功捕捉全球强震事件

自 2019 年投入使用以来,GSeisRT 已在多个地震高发区验证了其实战价值:

  • 2020 年墨西哥瓦哈卡 Mw7.4 地震:GSeisRT 在震后 17 秒内捕捉到峰值位移,快速估算震级为 7.31,与 USGS 官方结果误差仅 0.09。
  • 2021 年青海 Mw7.3 地震:通过 CMONOC 网络,系统在震后 32 秒内确定震级为 7.17,为应急响应争取了宝贵时间。
  • 2020 年美国加州 Mw5.8 地震:GSeisRT 在震后 9 秒内捕获位移数据,精准定位震中位置。

这些案例证明,GSeisRT 不仅能实时监测地震引发的地表位移,还能通过位移反演震级,为地震预警系统提供了独立验证手段。其数据还可用于断层模型构建和海啸风险评估,形成 “监测 - 预警 - 评估” 的完整链条。

三、全球布局:构建 “天 - 地” 协同监测网络

目前,GSeisRT 已与全球多个机构合作,包括中国地震台网中心、美国 EarthScope 联盟、智利国家地震中心、新西兰 GNS 科学研究所和印度尼西亚地理空间信息局。通过区域网络自主生成卫星钟差和相位偏差,GSeisRT 实现了 “本地化” 服务,避免了依赖全球网络可能导致的延迟和数据中断问题。例如,在北美地区,其数据延迟仅为国际同类服务的三分之一,显著提升了时效性。

该软件的开放性也促进了技术共享。全球科研机构可免费使用 GSeisRT,进一步推动了地震监测技术的普及和标准化。例如,在新西兰的 GeoNet 项目中,GSeisRT 与加速度计数据融合,实现了更宽频带的位移监测,为火山活动和地震预警提供了双重保障。

四、未来展望:从 “监测” 到 “预测” 的跨越

尽管 GSeisRT 已取得突破性进展,但其团队并未止步。未来计划将技术与人工智能、机器学习相结合,进一步提升震源参数反演的精度和速度。此外,通过整合地面传感器网络和卫星数据,构建 “空 - 天 - 地” 一体化监测体系,有望实现对地震、火山、滑坡等地质灾害的全方位预警。

来源: Engineering前沿