2020年10月21日，方荣新副教授和耿江辉教授等在中科院二区SCI期刊《Seismological Research Letters》在线发表高频GNSS地震学相关研究论文，题为：Earthquake Magnitude Scaling Using Peak Ground Velocity Derived from High-Rate GNSS Observations.

地震震级快速估计是地震预警（Earthquake Early Warning，EEW）、震后快速响应以及海啸预警的重要参数。近年来，随着高频GNSS接收机技术的发展和GNSS定位精度的提高，GNSS技术被广泛应用于地震实时监测、地震震级估计及地震预警等研究。

精密单点定位（PPP）技术因其依赖于精密卫星轨道钟差产品，且实时定位需要一个相对较长的收敛或者重收敛过程（10-20分钟），因此PPP技术在连续、实时、高精度要求的动态形变以及地震监测的实际应用中仍然受到一定限制。GNSS测速方法采用历元间差分算法从GNSS原始观测数据直接计算位置变化，而不再计算绝对位置，该方法的优点是仅采用广播星历而不需要像精密单点定位（PPP）技术一样必须依赖精密卫星轨道钟差产品，使GNSS监测系统能够像加速度计一样完全自主运行，可获得mm/s精度的速度时间序列和cm级的位移时间序列，在动态形变监测和地震预警中具有重要应用潜力.

基于GNSS测速方法获得的测站速度时间序列和地震波形，本文提出了一种基于高频GNSS速度波形的地面峰值速度（Peak Ground Velocities，PGV）实时估计地震震级的新方法。该方法首先提取GNSS速度波形中的三维PGV，并利用震级范围从Mw 6.0到Mw 9.1 的22个震例作为先验信息获得PGV与震级的经验关系，从而实现基于GNSS观测的震级实时测定。实验结果表明，PGV方法确定的震级与USGS发布的矩震级平均偏差仅为0.26个震级单位，并与基于地面峰值位移（Peak Ground Displacements，PGD）的面波震级结果一致。

文章进一步验证了GNSS PGV在震后烈度速报、烈度图快速生成的应用潜力，通过对比GNSS PGV得到的MMI（Modified Mercalli Intensity）和USGS ShakeMap产品公布的MMI表明，两者具有很好的一致性。因此文章认为GNSS测得的 PGV可作为强震数据的一种补充（如地震台站覆盖稀疏的地区），在震后烈度速报、烈度图产品快速生成等方面发挥数据支撑作用。

该项目得到了地震预警重点研发计划（2018YFC1504001）、国家自然科学基金（41631073、 41874038、 41231174、41325015、41861134009）的支持。

更多文章细节请参考：

Fang, R., Zheng, J., Geng, J., Shu, Y., Shi, C., & Liu, J. (2020). Earthquake Magnitude Scaling Using Peak Ground Velocity Derived from High-Rate GNSS Observations. Seismological Research Letters.  https://doi.org/10.1785/0220190347

Figure 3. (a) Peak ground velocity (PGV) measurements with hypocentral distance. Oblique lines are the predicted scaling values from the regression analysis of the PGV measurements as a function hypocentral distance. (b) Peak ground displacement (PGD) measurements with hypocentral distance. Oblique lines are the predicted magnitudes as a function of PGD and hypocentral distance following the scaling law of equation (3).