Gravitational Waves from Neutrino-Driven Core Collapse Supernovae: Predictions, Detection, and Parameter Estimation
本文综述了中微子驱动核心坍缩超新星引力波的三维建模预测、探测算法及参数估计方法，旨在从引力波信号中提取中心引擎的物理信息。
2024-01-22 astro-ph.HE gr-qc
Frequency Estimation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger
这是一个收集的文献综述和一些初步的工作估计的引力波的频率从一个二元黑洞合并为低信噪比。本文档提供了一个起点，广泛概述了频率估计后续工作所需的先决条件。
2020-11-09 astro-ph.HE gr-qc physics.data-an
Outperforming classical estimation of Post-Newtonian parameters of Earth's gravitational field using quantum metrology
Hong-Ou-Mandel（HOM）效应是在一个改进的马赫-曾德尔装置中对光子进行分析的，该装置中的两个粒子经历不同的引力势，随后使用分束器重新组合。结果表明，HOM效应直接依赖于臂间的相对论时间膨胀。这种时间膨胀可用于估计参数化后牛顿形式体系的$γ$和$β$参数。参数$γ$和$β$的不确定性的量级为$ 10^{-8}-10^{-12}$，取决于所采用的量子态。
2021-01-28 gr-qc quant-ph
Geometry of transient gravitational waves and estimation of efficiencies of different detector configurations
Facultad de Matemática Astronomía, Física y Computación (FaMAF)（数学、天文学、物理与计算学院）；Universidad Nacional de Córdoba（科尔多瓦国立大学）；Instituto de Física Enrique Gaviola (IFEG)（恩里克·加维亚拉物理研究所）
本文提出了一种几何方法来分析干涉仪观测站记录的暂态引力波，旨在评估下一代探测器配置如宇宙探测器、爱因斯坦望远镜和南美引力波观测站的性能和灵敏度。
2026-04-27 gr-qc
Background Estimation in a Gravitational Wave Experiment
讨论了在引力波实验中寻找符合时，偶然符合引起的背景估计问题。通过有序地移动两个探测器之一的事件时间获得的延迟符合的使用被证明是最正确的
2000-02-01 gr-qc
Systematic Bias Due to Nonspinning Template Waveforms in the Gravitational Wave Parameter Estimation for Aligned-Spin Binary Black Holes
我们研究了对齐自旋二进制黑洞（BBH）信号的引力波的参数估计和评估的影响，可以通过使用nonspinning模板波形产生的偏差。我们采用简单的方法来计算重叠分布的统计不确定性。对于基准波形模型，我们使用一个唯象模型，该模型被设计用于产生从合并BBH系统发射的引力波形。我们发现，nonspinning波形模板恢复的质量参数可以显着偏离对齐自旋信号的真实值。通过比较系统偏差与统计不确定性，我们检查的有效性nonspinning模板对齐自旋BBH的参数估计。
2017-04-11 gr-qc
Parameter estimation on gravitational waves from multiple coalescing binaries
未来的地基和星载干涉引力波探测器每年可能捕获数万至数千个双星合并事件。从单个事件的引力波特征来估算天体物理学相关参数，如质量和自旋，这方面的工作越来越多，而且意义重大。本文介绍了一个强大的贝叶斯框架相结合的参数估计多个事件的参数分布的基础事件人口。该框架可以很容易地部署为一个快速的后处理工具。
2009-12-30 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
A more effective coordinate system for parameter estimation of precessing compact binaries from gravitational waves
地面上的引力波探测器对狭窄的频率范围很敏感，可以有效地在合并前拍摄合并的致密天体双星动力学的快照。我们表明，通过采用自然表征这幅“图画”的分析参数，可以更有效地从引力波数据中提取系统的物理参数，并更容易解释。我们评估MCMC参数估计在这个物理上直观的坐标系，定义（a）一个框架锚定在二进制的自旋和轨道角动量和（b）的时间，在该时间的探测器是最敏感的二进制的引力波发射的性能。使用先进的一代LIGO和处女座引力波探测器的预期噪声曲线，我们发现，这种精心选择的参考系和参考时间显着提高参数估计效率的BNS，NS-BH和BBH信号。
2014-04-28 gr-qc
Towards Rapid Parameter Estimation on Gravitational Waves from Compact Binaries using Interpolated Waveforms
从合并的致密双星源中精确估计引力波的参数是引力波天文学的一个关键要求。评估二进制参数的后验概率密度函数（组件质量，天空位置，距离等）需要计算数百万个波形参数估计的计算开销由波形生成支配，并且与波形计算开销成线性比例。以前的工作表明，来自非旋转致密二进制源的引力波形可以进行截断奇异值分解，这使得它们可以通过插值以固定的计算成本重建。然而，参数估计的精度要求通常高于搜索，因此确定插值不会导致显著错误至关重要。在这里，我们提供了一个证明的原则，表明内插波形可以用来恢复后验概率密度函数与非内插波形的准确性可以忽略不计的损失。这种技术有可能显着提高参数估计的效率。
2012-11-06 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
An architecture for efficient gravitational wave parameter estimation with multimodal linear surrogate models
最近对引力波的直接观测进一步强调了对快速、低成本和精确的方法来推断引力波源参数的需求。由于波形生成和数据处理的费用，评估似然函数的成本限制了这些计算的计算性能。建立在最近开发的代理模型和一种新的参数估计管道，我们展示了如何快速生成的似然函数作为一个分析，封闭形式的表达。使用一个简单的生产规模的参数估计代码的变体，我们证明了我们的方法使用代理模型的有效一体化和数值相对论波形。我们的研究是第一次将这些模型用于参数估计，并且是第一次使用多模态数值相关性波形进行参数估计计算，其中包括所有l <= 4模式。我们的无网格方法可以快速估计任何波形的参数与适当的降阶模型。本文中描述的方法也可以在其他数据分析研究中使用，例如审查符合事件或计算合并紧凑二进制检测统计。
2017-06-22 gr-qc
Chance Estimations for Detecting Gravitational Waves with LIGO/Virgo Associated with Gamma Ray Bursts
短伽马射线暴（SGRB）被认为起源于两个致密天体的合并。如果这种情况是正确的，SGRB将伴随着强引力波的发射，可以被目前或计划中的GW探测器（如LIGO和Virgo）探测到。到目前为止还没有发现引力波。在本文中，我将使用一组SGRB观测到的红移，以适应一个模型描述的SGRB的累积数量作为红移的函数，以确定在附近的宇宙中的合并事件的速度。这些估计将用于在LIGO/Virgo的最新科学运行期间检测与短伽马射线暴相关的引力波的概率声明。增强和先进的探测器的机会估计也将作出，并从这项工作推导出的速率之间的比较将与现有的文献。
2009-04-02 astro-ph.CO gr-qc
Accelerating gravitational wave parameter estimation with multi-band template interpolation
对致密双星聚并产生的引力波信号进行参数估计需要对计算密集的波形模型进行评估，这通常是分析中的瓶颈。随着后来的第二代和第三代探测器的低频率灵敏度促使使用更长的波形，该成本将进一步增加。我们描述了一种加速参数估计的方法，通过利用啁啾行为的信号采样的波形稀疏的部分，在那里的全频率分辨率是不需要的。我们证明，该方法可以重现原始结果与波形不匹配的$\leq 5\times 10^{-7}$，但与波形生成成本高达$\sim 50$倍，计算成本高的频域波形从低于8 Hz。
2017-05-19 gr-qc
On the use of galaxy catalogs in gravitational-wave parameter estimation
针对引力波致密并合事件定位不准的问题，研究了融入星系星表信息的参数估计方法，在GW170817事件中实现定位精度提升与宿主星系准确识别，但模拟样本无增益，指出采样方法优化或可改进效果。
2025-05-21 astro-ph.HE gr-qc
Fast gravitational wave parameter estimation without compromises
我们提出了一个轻量级的，灵活的，高性能的框架推断引力波事件的属性。通过结合似然外差，自动可微和加速器兼容的波形，和基于梯度的马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）采样规范化流增强，我们实现了完整的贝叶斯参数估计的真实事件，如GW150914和GW170817在一分钟的采样时间。我们的框架不需要预训练或显式重新参数化，可以推广到处理高维问题。我们提出了我们的实现的细节，并讨论了权衡和未来的发展的背景下，其他提出的策略，实时参数估计。我们用于运行分析的代码可在GitHub https://github.com/kazewong/jim上公开获取。
2023-02-08 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Bayesian estimation of pulsar parameters from gravitational wave data
我们提出了一种方法来搜索，并参数化，从已知的无线电射电望远镜的干涉引力波探测器的数据中的信号。这种方法已被应用于LIGO和GEO 600探测器的数据，以设定几个射电望远镜发射引力波的上限。在这里，我们讨论的信号的性质和模拟数据的技术的性能。我们将展示如何执行相干多检测器分析，并给出一些信号参数之间的协方差的见解。
2005-10-25 astro-ph gr-qc
Geometrical Aspects on Parameter estimation of stochastic gravitational wave background: beyond the Fisher analysis
在引力波天文学中，极大似然法常用于参数估计。最近，Vallisneri提出了一种有趣的方法来评估该方法预期的参数估计误差的分布。该方法是统计分析似然表面的局部峰值，并且即使对于具有低信噪比的信号也有效地工作。特别注意几何结构的似然表面，我们按照所提出的方法，并推导出公式的简化模型的数据分析的目标信号只有一个内在的参数，随着其整体幅度。然后将我们的公式应用于具有幂律谱的随机引力波背景的相关分析。我们报告的定性趋势的公式使用数值计算的结果，具体获得的相关性分析与两个先进的LIGO探测器。
2012-06-22 astro-ph.CO gr-qc
On Estimation of the Post-Newtonian Parameters in the Gravitational-Wave Emission of a Coalescing Binary
最近获得的第二次后牛顿修正的引力波信号的参数估计的精度从合并的双星的影响进行了研究。它示出，除了这个校正大大降低了确定的二进制的成员的个人质量的准确性。然而，信号中的啁啾质量和时间参数仍然被确定为非常好的精度。估计的影响，其他理论的重力的可能性进行了调查。牛顿过滤器的性能进行了研究，并与最近推出的后牛顿搜索模板的性能进行了比较。结果表明，这两个搜索模板可以准确地提取有用的信息的二进制。
1995-03-07 gr-qc
Rapid Parameter Estimation of Gravitational Waves from Binary Neutron Star Coalescence using Focused Reduced Order Quadrature
快速估计来自双中子星合并的引力波的参数，特别是在初始检测阶段后几分钟内精确定位天空，对于多信使观测的成功至关重要。其中一个技术，以加快参数估计，这已被应用于生产分析的LIGO-Virgo合作，是减少阶正交（ROQ）。虽然它大大加快了参数估计的速度，但所需的时间仍然是几个小时。针对参数估计后续可以根据检测阶段的信息进行调整这一事实，我们改进了ROQ技术，并开发了一种新的技术，我们将其命名为聚焦降阶正交（FROQ）。我们发现，FROQ加快了参数估计的一个因素的$\mathcal{O}(10^3)$到$\mathcal{O}(10^4)$，并能够提供准确的源属性，如源的位置在几十分钟后检测。
2021-03-23 astro-ph.IM gr-qc
Accelerated gravitational-wave parameter estimation with reduced order modeling
推断合并致密双星的天体物理参数是即将到来的先进LIGO-Virgo引力波探测器网络的一个关键科学目标，更普遍的是，引力波天文学。然而，目前的参数估计方法，这种情况下，可能会导致计算上棘手的问题，在实践中。因此，迫切需要新的、快速和准确的贝叶斯推断技术。在这封信中，我们证明了降阶建模方法，使快速参数估计研究。通过在LIGO算法库中实现一个降阶求积方案，我们表明，对于早期先进探测器的配置，对非自旋双星中子星吸气的9维参数空间的贝叶斯推断可以加快30倍。随着探测器将其低频限制提高到10 Hz，这种速度将增加到大约$150$，从而将需要数月才能完成的分析减少到数小时。虽然这些结果集中在引力探测器，技术广泛适用于任何实验中快速贝叶斯分析是可取的。
2015-01-27 gr-qc
On the estimation of gravitational wave spectrum from cosmic domain walls
我们重新审视生产的引力波从不稳定的畴壁分析其频谱的场论晶格模拟网格大小$1024^3$，这是大于以前的研究。我们认识到，在以前的研究中使用的代码中存在一个错误，和错误的校正导致的引力波的频谱在高频率的抑制。谱峰位于畴壁衰变时哈勃半径的尺度上，其振幅与基于四极公式的朴素估计一致。利用数值计算结果，估计了现今引力波的震级和峰值频率。结果表明，在某些参数的选择下，引力波信号是足够强的，可以在今后的引力波实验中探测到。
2014-02-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Robust parameter estimation within minutes on gravitational wave signals from binary neutron star inspirals
Utrecht University（乌得勒支大学）；Nikhef（荷兰国家核子与亚原子物理研究所）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））
本文扩展Jim参数估计框架，结合相对分箱、jax加速与归一化流，实现对含潮汐效应的双中子星并合引力波在几十分钟内的完整贝叶斯参数估计，显著提升计算效率并兼顾生态友好性。
2025-11-09 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Fast detection and automatic parameter estimation of a gravitational wave signal with a novel method
引力波的探测通常需要将测量数据与大量模板进行匹配，计算量非常大。压缩传感方法允许一个匹配的数据与少量的模板和插值的休息。然而，插值过程仍然是计算昂贵的。在本文中，我们设计了一种新的方法，只需要匹配数据与几个模板，而不需要任何插值过程。该算法对于信噪比相对较高的信号效果较好。它还显示出低SNR信号的前景。
2014-02-25 astro-ph.IM gr-qc
Systematic and statistical errors in a bayesian approach to the estimation of the neutron-star equation of state using advanced gravitational wave detectors
先进的地面引力波探测器能够测量双中子星系统中的潮汐影响。在这项工作中，我们报告的统计不确定性测量潮汐变形与完整的贝叶斯参数估计实现。我们展示了如何同时测量啁啾质量和潮汐变形可以用来约束中子星状态方程。我们还研究了波形建模偏差和个别情况下的检测器噪声对这些测量的影响。我们特别发现，后牛顿波形族之间的系统误差可以显着偏置潮汐参数的估计，从而激励波形模型，在高频率更可靠的持续发展。
2014-02-20 gr-qc
Concurrent estimation of noise and compact-binary signal parameters in gravitational-wave data
紧凑的二进制信号的引力波参数估计通常依赖于检测器高斯噪声和二进制参数的属性的顺序估计。该过程假设通过其功率谱密度表示的噪声方差是预先完全已知的。我们评估这种近似估计参数的影响，同时估计噪声和紧凑的二进制参数的分析，从而使我们能够边缘化的噪声特性的不确定性。我们比较了传统的序贯估计方法和新的完全边缘化方法使用的事件从GWTC-3目录。我们发现，恢复的信号和推断的参数同意在其统计测量不确定性。在当前的探测器灵敏度下，与其他不确定性来源相比，噪声功率谱密度的不确定性是次要影响。
2022-11-10 astro-ph.HE gr-qc
Parameter estimation with gravitational waves
引力波天文学的新时代真正开始于2015年9月14日，GW 150914的探测，这是两个高级LIGO探测器首次直接观测到两个黑洞的螺旋和合并产生的引力波。在随后的LIGO/Virgo网络的前三次观测中，来自$\sim 50$紧凑双星合并的引力波已经公布，更多的结果即将到来。这些事件大多是由双黑洞产生的，但迄今为止已经观察到两个双中子星合并，以及两个中子星-黑洞系统的合并。此外，由核心坍缩超新星、超新星和随机引力波背景发射的引力波都在LIGO/Virgo/KAGRA的敏感波段内，很可能在未来的观测运行中被观测到。除了信号检测，一个主要的挑战是统计和计算方法的发展，估计物理波形参数和量化其不确定性，以准确地识别发射系统。这些方法依赖于所使用的引力波的源和引力波形模型。本文回顾了主要的波形模型和参数估计方法，用于提取物理参数从引力波信号检测到的日期由LIGO和Virgo和那些预计将被观察到的未来，其中将包括KAGRA，以及这些方法如何接口与LIGO/Virgo/KAGRA科学的各个方面。还介绍了LIGO和Virgo使用的统计方法，以估计探测器噪声，测试广义相对论，并得出有关宇宙中致密双星合并率的结论。此外，还对目前主要的引力波参数估算软件包进行了总结。
2022-04-09 gr-qc
Gravitational waves from inspiralling compact binaries: Parameter estimation using second-post-Newtonian waveforms
通过对激光干涉引力波探测器输出的引力波形模板进行匹配滤波，可以估算出螺旋形紧凑双星的参数。对于频率扫描，使用最近计算的公式，精确到第二后牛顿（2 PN）阶[阶数$(v/c)^4$，其中$v$是轨道速度]（$dF/dt$）的统计误差，研究了在确定“啁啾质量”$\cal M$，约化质量$μ$，以及自旋参数$β$和$σ$（分别与自旋-轨道效应和自旋-自旋效应相关）。我们发现，以前的结果使用模板相位精确到1.5 PN顺序实际上低估了错误的$\cal M$，$μ$，和$β$。对于两颗吸气中子星，测量误差增加不到16%。
1995-02-24 gr-qc
Density estimation with Gaussian processes for gravitational-wave posteriors
利用贝叶斯推断从引力波信号中提取黑洞双星和中子星双星的性质。这涉及用随机抽样评估多维后验概率函数。样本的边缘概率密度分布通常用核密度估计进行插值。由于该领域内的大多数后处理分析都是基于这些参数估计产品，因此边缘的插值精度至关重要。在这项工作中，我们提出了一种新的方法结合直方图和高斯过程作为一种替代技术，以适应任意组合的样本从源参数。该方法具有非高斯相关性的灵活插值，不确定性的贝叶斯估计，以及使用Hamilton Monte Carlo进行有效的重新采样等优点。
2021-04-12 astro-ph.HE gr-qc
On the background estimation by time slides in a network of gravitational wave detectors
对符合操作的引力波探测器的输出进行时移是在搜索短持续时间信号时估计背景的方便方式。然而，该过程是有限的，因为无限增加时移的数量不能提供更好的估计。我们发现，虚警率估计误差饱和的时间移位的数量。特别地，对于具有非常不同的触发率的检测器，该误差在大的值处饱和。对2个检测器和3个检测器进行显式计算，其中检测统计依赖于网络中3对的重合的逻辑“或”。
2009-11-25 gr-qc
Gravitational waves from coalescing binaries: detection strategies and Monte Carlo estimation of parameters
本文讨论了从合并双星中探测引力波的问题。我们介绍了微分几何的应用问题的最佳检测的“啁啾信号”。我们还进行了广泛的蒙特卡罗模拟，以了解在估计的二进制系统的参数的错误。我们发现，即使在10-15的高信噪比下，误差也远大于协方差矩阵预测的误差。我们还介绍了使用的瞬间，而不是到达的时间来确定方向的源的想法。
1995-08-05 gr-qc
Multiband Gravitational Wave Parameter Estimation: A Study of Future Detectors
首次探测到两个黑洞合并的引力波信号标志着引力波天文学时代的开始，这为天文学、天体物理学和宇宙学领域开辟了令人兴奋的新的可能性。LIGO和Virgo合作项目目前运行的探测器在相对较高的频率（从10 Hz到大约1 kHz）下灵敏，能够探测到在不到一秒（双星黑洞）到几分钟（双星中子星）的短时间内发射的引力波。像LISA这样的未来任务将在较低的频率范围内敏感，这将使探测到在这些双星合并之前很久发出的引力波成为可能。在这篇文章中，我们调查的可能性参数估计使用费舍尔矩阵形式主义结合信息，从现在和未来的探测器在不同的频带。我们考虑的探测器是LIGO/Virgo探测器，爱因斯坦望远镜（ET），激光干涉仪空间天线（LISA），和第一级的德希-赫兹干涉仪引力波天文台（B-DECIGO）。底层模型在时域中构建，这使得我们能够准确地建模长时间信号观测与多波段（或宽带）检测器网络的参数估计。我们评估的好处相结合的信息从地面和星载探测器，以及如何选择的轨道的B-DECIGO影响参数估计。
2020-04-03 gr-qc
Conditional Noise Deep Learning for Parameter Estimation of Gravitational Wave Events
我们构建了一个贝叶斯推断深度学习机器，用于黑洞合并双星的引力波事件的参数估计。我们的深度贝叶斯机的结构采用了条件变分自动编码器方案，通过条件的引力波应变和探测器噪声的幅度谱密度（ASD）的变化。我们表明，我们的深度贝叶斯机能够产生与嵌套抽样方法兼容的后验，并且优于没有ASD条件的后验。我们的结果表明，即使ASD漂移/变化很大，深度学习也可以显著加快参数估计的过程。我们还将我们的深度贝叶斯机应用于LIGO/Virgo O3事件，对于信噪比高于典型阈值的引力波事件，我们的结果与传统的贝叶斯推断方法的结果是一致的。我们还讨论了未来改进的可能途径。
2021-11-28 astro-ph.IM gr-qc
Beyond Fisher: exact sampling distributions of the maximum-likelihood estimator in gravitational-wave parameter estimation
引力波天文学家通常希望描述未来观测的预期参数估计精度。Fisher矩阵提供了噪声实现中的极大似然估计的扩展的下限，以及后验概率的前阶宽度，但它限于在实践中通常无法实现的高信号强度。相比之下，蒙特卡罗贝叶斯推断提供了任何信号强度的完整后验，但对于一组代表性的噪声重复它太昂贵了。在这里，我描述了一个有效的半分析技术映射的确切采样分布的极大似然估计在噪声实现，任何信号强度。该方法可应用于加性高斯噪声中信号的任何估计问题。
2011-11-04 gr-qc physics.data-an
BayesLine: Bayesian Inference for Spectral Estimation of Gravitational Wave Detector Noise
来自地面探测器的引力波数据受仪器噪声的影响。信号将相对较弱，我们对噪声的理解将影响检测置信度和信号表征。错误建模的噪声会在模型选择和参数估计中产生较大的系统偏差。在这里，我们介绍了一个多分量，变维，参数化模型来描述高斯噪声功率谱的地基引力波干涉仪的数据。该算法被称为贝叶斯线（BayesLine），它使用三次样条（cubic splines）对平滑变化的宽带噪声和洛伦兹（Lorentzians）对频谱中的窄带线特征进行建模。我们描述了该算法，并展示了其性能的数据从第五次和第六次LIGO科学运行。一旦完全集成到LIGO/Virgo数据分析软件中，BayesLine将产生准确的光谱估计，并提供一种方法来边缘化从所有合理的噪声光谱数据中得出的推论。
2014-10-14 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Efficient Estimation of Barycentered Relative Time Delays for Distant Gravitational Wave Sources
精确确定引力波源参数依赖于源坐标系和探测器坐标系之间的转换。全天空搜索连续波源的计算成本很高，部分原因是由于太阳系框架的时间延迟的重心变换。该费用由于信号模板中引入的复杂调制而加剧。本文研究了确定引力波探测器接收到的信号相对于太阳系质心的时间延迟的近似方法。一个高度非线性的常规计算被转换成一个在其最内层循环中具有纯线性和的计算。我们讨论应用这些结果来确定连续波搜索的最大有用的积分时间。
2019-02-07 astro-ph.IM gr-qc
Noise spectral estimation methods and their impact on gravitational wave measurement of compact binary mergers
估计地面探测器探测到的引力波信号的参数需要了解探测器噪声的特性。特别地，用于引力波数据分析的最常用的似然函数假设噪声是高斯的、平稳的并且具有已知的频率依赖方差。在计算似然函数之前，将有色高斯噪声的方差用作对数据的白化滤波器。在实践中，噪声方差是未知的，并且它在几十秒到几分钟的时间尺度上演变。我们研究了两种方法来估计这个白化滤波器的地基引力波探测器的目标进行参数估计研究。第一种方法使用从我们希望分析的特定段分离的大量数据，并通过均值-中值Welch方法计算噪声的功率谱密度。第二种方法使用与参数估计分析相同的数据段，其潜在地包括引力波信号，并且通过在样条和洛伦兹的总和方面拟合数据的功率谱来获得白化滤波器。比较了这两种方法，认为后者对引力波参数估计更为可靠。
2019-11-05 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Robust, Rapid, and Simple Gravitational-wave Parameter Estimation
本研究提出一种基于度量重要性采样的引力波源快速参数估计方法，易并行、效率高，可提升现有引力波观测网络低延迟数据产品质量，也适用于下一代观测的海量源分析及其他可构建近似似然度量空间的问题。
2025-07-30 astro-ph.IM gr-qc
Computational Techniques for Parameter Estimation of Gravitational Wave Signals
自2015年首次探测到两个黑洞合并产生的引力波以来，贝叶斯统计方法一直被LIGO和Virgo用于从噪声干涉测量中提取信号，获得产生信号的物理参数的点估计，并严格量化其不确定性。根据引力辐射源和引力波形模型的不同，设计了不同的计算技术。引力波的主要来源是双黑洞或中子星合并，这是迄今为止探测器观测到的唯一物体。而且，来自核心坍缩超新星、快速旋转中子星和随机引力波背景的引力波也在地面干涉仪的灵敏度范围内，预计在未来的观测运行中可以观测到。由于复杂波形的非线性和高维参数空间排除后验分布的分析评估，所有这些来源的后验推断依赖于计算机密集型模拟技术，如马尔可夫链蒙特卡罗方法。本文综述了近年来贝叶斯统计参数估计方法的最新进展，为引力波数据分析这一跨学科领域的研究者提供参考。
2020-09-22 gr-qc stat.CO
Accelerating parameter estimation of gravitational waves from compact binary coalescence using adaptive frequency resolutions
贝叶斯参数估计的引力波从紧凑的二元聚结（CBC）通常需要超过数百万的计算昂贵的模板波形的评估。我们提出了一种技术，以减少成本的波形产生，利用啁啾行为的CBC信号。我们的技术不需要在分析中使用的频率范围内的所有频率的波形，并且不会由于波形的上采样而遭受固定成本。我们的方法加快了典型双星中子星信号的参数估计，对于$20\,\mathrm{Hz}$的低频截止，加快了$\mathcal{O}(10)$，对于$5\,\mathrm{Hz}$，加快了$\mathcal{O}(10^2)$。它不需要任何离线准备或由检测管道提供的源参数的准确估计。
2021-08-25 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Enhancing the reliability of machine learning for gravitational wave parameter estimation with attention-based models
Department of Physics, Osaka Metropolitan University, Osaka 558-8585, Japan（大阪 metropolitan 大学物理系）
本研究利用Vision Transformer模型从双黑洞并合信号频谱图估计有效自旋和啁啾质量，并通过注意力图验证模型基于物理信息进行估计，同时量化瞬态噪声对参数估计的偏置影响，以区分结果的可靠性。
2025-10-14 astro-ph.IM cs.LG gr-qc
Parameter estimation for space-based gravitational wave detectors with ringdown signals
与地面引力波探测器不同，空间引力波探测器可以探测到大质量黑洞合并产生的具有高信噪比的振铃信号，有助于定位源并提取其参数。为了减少Fisher信息矩阵分析中的计算时间，我们推导了日心和地心探测器的频域振铃信号的解析公式，通过考虑谐波相位，地心探测器的旋转周期，和探测器的臂长的影响。我们探讨了不同质量和不同红移的二进制的振铃信号的参数估计和源定位的中值误差。使用一个总质量为$M=10^7\ M_\odot$的双星源，在红移为$z=1$时，我们分析了这些误差对天空位置的依赖性。我们发现天基引力波探测器网络可以显著改善衰荡阶段的源定位。用贝叶斯推断方法检验了Fisher矩阵近似的结果。
2021-10-24 gr-qc
A preliminary forecast for cosmological parameter estimation with gravitational-wave standard sirens from TianQin
天琴是一个基于空间的引力波观测站，计划于21世纪30年代发射。本文对利用天琴引力波标准观测资料进行宇宙学参数估计作了初步的预测。根据天津港建成后5年的观测资料，模拟了天津港的标准海笛资料。在模拟中，我们给出了大质量黑洞双星（MBHB）的三种布居模型，pop III、Q3 nod和Q3 d被认为可以预测MBHB合并的事件数。我们发现：（i）在三个MBHB模型中，Q3 nod模型对宇宙学参数的约束最严格;（ii）天琴的标准海妖观测能有效地打破宇宙微波背景观测中固有的参数简并;（iii）天琴未来的标准海妖观测能显著改善当前主流电磁观测下的宇宙学参数估计。
2020-11-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Relative Binning and Fast Likelihood Evaluation for Gravitational Wave Parameter Estimation
提出了一种加速引力波参数估计中似然估计的方法。参数估计代码计算相似波形的似然度，其相位和幅度随频率平滑地变化。我们利用这一点，通过预先计算的最佳拟合波形与数据的频率分箱重叠。我们展示了如何使用这些汇总数据来近似任何波形的可能性，这些波形在所需的精度内是足够可能的。我们证明，$\simeq 60$箱足以准确地计算在周围的二进制中子星合并GW 170817的采样率为$4096\,$ Hz和持续时间为$T=2048\,$ s的应变数据的似然性。相对分箱与朴素匹配滤波相比以$\sim 10^4$的因子加速频域波形模型的参数估计，与降阶正交相比以$\sim 10$的因子加速频域波形模型的参数估计。
2018-08-02 astro-ph.IM gr-qc
Improving cosmological parameter estimation with the future gravitational-wave standard siren observation from the Einstein Telescope
对致密双星合并产生的引力波的探测，可以为测量到引力波爆发源的光度距离提供一种独立的途径，这表明引力波观测与电磁观测相结合，可以为宇宙学研究宇宙膨胀历史提供“标准警报”。在这项工作中，我们希望研究未来的引力波标准塞壬观测将如何打破传统光学观测中存在的参数简并，以及它们如何帮助改善宇宙学中的参数估计。以第三代地基引力波探测器--爱因斯坦望远镜为例进行了分析。通过对爱因斯坦望远镜10年观测的1000个红移范围在0 ~ 5的事件数据进行模拟，发现引力波数据可以在很大程度上打破物质密度与哈勃常数之间的简并性，从而显著改善宇宙学约束。我们进一步表明，在宇宙学拟合中加入引力波数据也可以显著改善暗能量状态方程参数的约束。
2019-02-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Bias-free parameter estimation depending on sky region for targeted gravitational wave
引力波（GW）的探测涉及到使用GW望远镜网络来观测一个大的天空区域。然而，由于GW望远镜的布置，即使使用aLIGO-aVirgo-KAGRA网络，由于逆算子的不适定性质，参数估计精度也会根据GW源的天空区域而恶化。本文提出了一种基于正则化的方法来提高参数估计精度。虽然传统的正则化方法不能完全优化所有的调节器参数，所提出的方法档案充分优化应用后验参数选择规则，以确定调节器参数。结果表明，该方法可以有效地缩小在重力波振幅参数精度下降的情况下，倾角-光距和偏振-初相位的可信区域。所提出的方法抑制了系统误差的GW取决于天空区域，并允许我们调查的宇宙学信息更精确。
2018-03-31 gr-qc
Gravitational Wave Astrometry for Rapidly Rotating Neutron Stars and Estimation of Their Distances
本文讨论了天体测量时间效应对快速旋转孤立中子星连续引力波数据分析的影响。特别注意的是，通过测量波前的曲率来确定它们的距离的可能性。我们预测，如果初始的LIGO探测器在1/3年内探测到来自一颗稳定自转的未知中子星的1 kHz左右的连续引力波，且椭圆率参数λ <10^{-6}，那么利用先进的LIGO探测器的宽带配置，在3年内可以估算到源的距离r，相对误差Δr/r为\sim 10%.通过将观测到的波的振幅与估计的距离相结合，可以纯粹通过引力波测量来获得关于参数$ε$的信息。
2005-05-26 astro-ph gr-qc
Rapid gravitational wave parameter estimation with a single spin: Systematic uncertainties in parameter estimation with the SpinTaylorF2 approximation
可靠的低延迟引力波参数估计是必不可少的目标有限的电磁后续设施对天体物理有趣的和电磁相关的引力波源。在这项研究中，我们研究了速度和准确性之间的权衡。具体来说，我们估计天体物理的相关性系统误差的后验参数分布使用快速但近似的波形模型，SpinTaylorF 2（STF 2），在参数估计与lalinference_mcmc。虽然有效，但STF 2对紧凑二元内旋的近似采用近似运动学（例如，单次旋转）和近似波形（例如，频域对时域）。更广泛地说，使用一个大的天体物理学动机的人口通用紧凑型二进制合并信号，我们报告的有效性和局限性，这种单自旋近似作为一种方法来推断参数的通用紧凑型二进制源。对于大多数低质量的紧凑型二进制源，我们发现，STF 2近似估计紧凑的二进制参数的偏差相当于系统的不确定性的波形。我们举例说明了这些系统误差的影响后验概率最相关的低延迟电磁随访：是否二次是具有一致的质量与中子星;是否质量，自旋和轨道是一致的，与中子星的潮汐破坏;以及是否二进制的角动量轴是沿视线方向。
2015-06-19 astro-ph.CO gr-qc
Application of the third RIT binary black hole simulations catalog to parameter estimation of gravitational waves signals from the LIGO-Virgo O1/O2 observational runs
利用第三个二元黑洞RIT目录的777个完整的数值波形，我们重新分析了LIGO/Virgo的O 1/O2观测运行中报告的10个黑洞合并信号。我们得到的二进制参数，外部参数，这些引力波事件是一致的，但不完全相同，以前提出的结果和剩余的属性。我们还分析了Venumadhav等人2019年报告的另外3起事件（GW 170121、GW 170304、GW 170727），并发现了密切匹配的参数。最后，我们评估我们的波形收敛研究适用于O 1/O2事件的准确性，并发现它们足以为当前的参数估计。
2020-09-30 astro-ph.HE gr-qc
Quantifying the Effect of Power Spectral Density Uncertainty on Gravitational-Wave Parameter Estimation for Compact Binary Sources
为了进行贝叶斯参数估计以推断致密双星聚结（CBC）中引力波的源性质，必须了解探测器的噪声特性。通常假设检测器噪声是平稳的和高斯的，其特征在于以无限精度测量的功率谱密度（PSD）。我们提出了一种新的方法，将功率谱密度估计的不确定性纳入到二进制源参数的贝叶斯推断中，并将其应用于LIGO-Virgo协作报告的前11个CBC检测。我们发现，将PSD的不确定性只会导致在几个百分点的顺序上的二进制参数后验的位置和宽度的变化。我们的结果可以在git上公开下载[1]。
2020-07-06 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
A new code for parameter estimation in searches for gravitational waves from known pulsars
我们描述了一个新的代码的一致性测试引力波信号参数估计在已知的脉冲星搜索。代码使用嵌套抽样的实现来探索似然量。使用假信号和模拟噪声，我们将其与以前的代码进行比较，该代码计算了网格上的信号参数后验分布，并使用粗糙的马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法。我们定义了一个新的参数化的两个方位角的中子星中使用的信号模型（初始相位和偏振角），这打破了它们之间的简并，并允许更有效地探索这些参数。最后，我们简要地描述了进一步研究的潜在领域和未来使用该代码。
2012-03-13 astro-ph.HE gr-qc
Searching for gravitational wave echo with group equivariant neural posterior estimation
Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（杭州高等研究院，中国科学院大学）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；International Center for Theoretical Physics Asia-Pacific（亚太理论物理中心）
本研究采用群等变神经后验估计框架训练模型进行引力波回波搜索，在保持推断精度的同时大幅提升计算效率，应用于O4a事件未发现显著回波证据。
2026-11-02 astro-ph.IM gr-qc
Estimation of parameters of gravitational waves from coalescing binaries
本文讨论了由合并双星信号发射的引力波信号的参数测量。我们提出的蒙特卡罗模拟的结果进行的情况下，最初的LIGO，将第一后牛顿修正到波形。使用这样确定的参数，我们估计到源的方向。我们强调使用的时间的合并，而不是时间的信号的到达来确定源的方向。我们表明，这可以大大减少在确定的源的方向的错误。
1995-08-09 gr-qc
Population synthesis and parameter estimation of neutron stars with continuous gravitational waves and third-generation detectors
本研究模拟银河系中子星种群，利用 Advanced LIGO 和 Einstein Telescope 对连续引力波进行参数估计，推断出恒星的转动惯量、椭率及垂直磁偶极矩，发现制动指数估计是主要不确定性来源。
2023-12-07 gr-qc
Parameter estimation on compact binary coalescences with abruptly terminating gravitational waveforms
引力波天文学试图从它们发出的引力波信号中提取有关天体物理系统的信息。对于合并紧凑二进制源，这需要用于inspiral的准确模型模板，以及潜在的后续合并和振铃。具有突然终止于检测器的敏感带中的频域波形的模型通常用于参数估计研究。我们发现，突然的波形终止包含重要的信息，影响参数估计精度。如果这个尖锐的截止点不是出于物理动机，那么这些额外的信息可能会导致误导性的良好准确性声明。我们还表明，使用截止波形作为模板来恢复完整的信号可能会导致参数估计的偏差。我们评估何时截止的信息内容可能是重要的，在这两种情况下。我们还指出，标准的Fisher矩阵形式主义，经常用于近似预测参数估计的准确性，不能正确地将一个突然的截止存在于信号和模板，这一观察解释了一些以前意想不到的结果发现在文献中。这些影响强调了使用完整的波形与准确的合并和振铃阶段的参数估计的重要性。
2014-07-23 astro-ph.HE gr-qc physics.data-an
Parameter Estimation of Gravitational Waves from Precessing BH-NS Inspirals with higher harmonics
进动黑洞-中子星（BH-NS）双星产生了丰富的引力波信号，编码了双星的性质和螺旋运动学。使用lalinference\_mcmc马尔可夫链蒙特卡罗参数估计代码，我们使用两个基准的例子来说明如何将几何和运动学编码到调制的引力波信号中，使用适合于进动的坐标。即使对于处理二进制，我们表明，详细的参数估计的性能可以估计的“有效”的估计：比较的原型信号与其最近的邻居，采用固定的天空位置和理想化的两个检测器网络。我们使用详细和有效的方法来显示高次谐波提供非零，但小的局部改善时，估计参数的旋进BH-NS二进制。也就是说，我们表明高次谐波可以提高旋进二进制的参数估计准确度，排除近似简并的源方向。我们的工作说明了引力波测量可以提供的数量，例如可靠的组件质量和相对于视线的进动短伽马射线暴祖先的精确方向。"有效"估计可以提供一种简单的方法来估计下一代探测器中通用处理BH-NS二进制的参数估计性能的趋势。例如，我们的研究结果表明，轨道啁啾率，进动率，和进动几何是粗略独立的可观测量，定义自然变量组织在高维BH-NS二进制参数空间的相关性。
2014-04-11 astro-ph.HE gr-qc
