最早提出用卫星预报地震的理论依据是什么
目前，世界各国监测地震的主要手段是地面台站观测。不过，地面台站观测具有很大的局限性，这是因为受观测环境、生活环境等诸多客观条件的限制，在国境边界、海洋、高山、原始森林等地区建台比较困难，所以全球的观测台网密度很不均匀，存在许多监测空白区。另外，现有的地面观测台站干扰越来越严重。这些都会导致地震监测区域出现空白点和观测资料不足。
由于对地观测卫星具有全天候、全天时、全球性、周期短、效率高、动态性强等优点。例如，卫星图像可用于描述地球的新构造运动结构，确定地震风险带的地震构造条件；空间探测能克服地面测地勘探测量中的许多限制，现已成为评估地球断层、板块边界运动、位移情况的有力工具，精度甚至可达毫米级。所以，利用卫星监测地震，及时获取地震前兆信息，实现地震短临预报目的，已经成为各国地震科学家的研究热点。
现在，用卫星研究地震预报已有多种，比如，可用GPS导航定位卫星监测地壳变化来预报地震。另外，地震会引起地球表面的引力变化，用卫星监测地球引力变化的异常数据，也可能为地震预报做出贡献。
不过，目前用卫星直接预报地震的方式主要有两种，一种是使用气象卫星（通过）监测地表热红外辐射的异常变化来预报地震，另一种是使用地震电磁卫星监测某地电磁场的异常变化来预报地震，而且后者已成为发展主流。
地表热红外辐射透先兆
在地震发生前，由于震区岩层大面积受力，使震中周围的岩层产生裂隙，二氧化碳、氢气、氮气和甲烷等气体从岩层的裂隙中释放出来。同时，地表电磁场的异常变化轰击这些气体，从而释放出热量，产生热红外异常。所以，可以通过卫星遥感技术对地面热红外辐射进行观测，再综合地质构造、地震带分布和其他气象情况，分析、预报地震发生的时间、震中的位置和震级。
用卫星预报地震的理论最早是20世纪70年代苏联人提出来的。该理论认为，地球板块碰撞会把地下热挤压出来，造成地表异常增温，因此通过地表出现异常增温，就可反推出该地区有可能发生地震。在地球上空运行的卫星可以获得大量资料和进行连续不断地观测，所以能用来监测地球表面的异常增温，从而用来进行地震预报分析。
20世纪80年代末，我国地震工作者开始利用气象卫星获取的热红外数据进行地震预报实验研究。1990年俄罗斯也发现了地震前有卫星热红外增温现象。这些都为利用卫星遥感红外技术研究地震预报提供了新的线索，此后这方面的研究受到地震学者的广泛关注。
1990年至2000年，国家地震局和国家气象局借助气象卫星、资源卫星获取的红外实测数据，首创了地震短临预报技术，进行了100次地震预报，预报准确率达到50%以上。实践证明，利用卫星热红外信息进行地震短临预报在预报强震方面有一定效果，因为强震前异常反应强烈，在图像上显示的异常增温较明显；而小地震前异常反应不明显，对其预报判读的准确性比强震差。
这种方法也存在很多局限，在2008年5月21日汶川大地震前，由于当地连日阴雨天，受云层的干扰，卫星热红外辐射计探测不到云层下低空大气的温度，所以可能无法做出临震前预报。
监测电磁变化卫星成主流
大量的观测事实显示，在多数大地震发生前，均在震中及其邻区发现过大量与电磁（波）有关的异常现象。而这些电磁（波）的变化会最终反映在大气的电离层中，因此使用卫星监测电离层变化，可以为人们准确预报地震提供参考。所以，许多国家开展了地震电磁卫星（简称地震卫星）的探索研究，以期将其作为监测地震灾害的有效手段之一。
其实，早在冷战时期，由于地下核试验产生的强震会引起电磁异常，所以为了监测有关国家地下核试验的情况，苏联发射过多颗这种可监测电磁异常的卫星。后来，这种电磁监测卫星又逐渐用于地震预报，转化成为专门的地震卫星。
1983年，一位专家对一颗对地观测卫星经过地震区域时的记录数据分析后，发现震前和震后几十分钟至数小时内超低频电磁信号增强，这一成果极大地推动了地震-电磁现象的研究。1989年，日本和苏联卫星又观测到了28次5.2～6.1级地震前均有低频电磁辐射，出现概率最大是在主震前l2～l4小时内，这一发现为地震卫星的发展奠定了基础。此后，还有多颗对地观测卫星所获数据都表明，地震前后低频电磁信号都有明显的变化。因此，地震学家现在普遍认为，利用卫星捕捉电磁前兆将是地震短临预报最有效的手段之一。
20世纪90年代初，在多年研究的基础上，俄罗斯科学家提出建立地震前兆全球监测卫星系统的设想。该系统的目标是对特定地区上空的电磁波、电离层等离子体特征等长期监测，在震前2～48小时做出预报。按照科学家们的设想，这一系统将由20颗微型中低轨道卫星、地面接收网络和地面飞行控制中心组成。地面接收系统把信息传递到地震预测中心，中心再将地震卫星信息与地面传统地震监测得到的信息相结合进行地震预测。不过，由于俄罗斯经济衰退等原因，该系统至今没有建成。
从上世纪90年代到今天，俄罗斯、法国、美国等许多国家已发射了一些地震卫星，它们主要用于探测感应电场、感应磁场、基本磁场、TEC、高能粒子等电离层参数。
建立星座是未来趋势
受到运行周期、卫星性能等的影响，用一颗地震卫星观测只能获取有限的地震前兆信息。由于在一次较大地震发生前的一个月时间内，一颗卫星飞过地震震中上空的次数也就几次，而且持续时间非常短，所以可以获得的观测数据非常少，仅凭这些数据来判断地震的时间、空间和强度是非常困难的。
如果能建立包括监测电磁、重力、热红外辐射等多种不同类型卫星组成的星座，则可满足地震预报要求。卫星数量和种类越多，资料积累就越多，有利于地震电磁耦合机理、地震前兆特征和干扰研究。
目前美国、俄罗斯、乌克兰、意大利、日本、中国台湾等，都有发射监测电磁的地震卫星计划，其中不少拟建立观测星座，它是地震卫星观测的发展方向。这样可在探测与地震前兆信息密切相关的物理量时，同时探测可能的前兆信息干扰源，或者为有效提取地震前兆信息提供辅助观测，从而对准确预报地震很有帮助。
据悉，我国也正在研制地震卫星。未来，在我国地震卫星发射之后，可以与国外的卫星合作，组成星座编队飞行，这样可提高时间分辨率，从而尽可能捕捉到地震短临前兆。