Identification of long-duration noise transients in LIGO and Virgo
LIGO和Virgo探测器对各种噪声源都很敏感，例如仪器伪影和环境干扰。随机瞬态分析多探测器流水线（STAMP）已被开发用于搜索长持续时间（t $\gtrsim$ 1 s）的引力波（GW）信号。该流水线还可用于识别环境噪声瞬变。在这里，我们提出了一种算法来确定长时间的噪声源耦合到干涉仪，以及识别这些噪声源是什么。我们分析了GW应变通道和环境传感器之间的交叉功率，使用模式识别工具来识别交叉功率时频图中的统计显著结构。我们识别来自飞机、直升机、雷暴和其他来源的干涉仪噪声。从LIGO的第六次科学运行，S6，和处女座的第三次科学运行，VSR 3，的例子。
2011-11-13 astro-ph.IM gr-qc
High Cadence Optical Transient Searches using Drift Scan Imaging II: Event Rate Upper Limits on Optical Transients of Duration <21 ms and Magnitude <6.6
我们已经实现了一个简单的原型系统，利用Tingay（2020）描述的新型漂移扫描成像技术来搜索短时间尺度的光学瞬态。我们使用了两个协调和对齐的相机，重叠的视野约为3.7平方米。度，在大约24小时的观察期间捕获超过34000 X 5秒的图像。该系统是敏感的光学瞬变，由于每像素的有效曝光时间为21毫秒，比6.6的V幅度更亮。在我们的89.7平方米。°的小时的观测，我们没有发现候选天文瞬变，给出了上限，这些瞬变的速率为0.8每平方度每天，与其他实验的这种类型的竞争。该系统由卫星反射和各种仪器效应触发，由于双摄像机系统，这些效应很容易识别。这项有前途的技术的下一步发展是转向具有更大孔径和更宽视场的系统。
2020-12-03 astro-ph.HE astro-ph.IM
A new veto for continuous gravitational wave searches
我们提出了一个新的否决程序来区分连续的引力波（CW）信号和探测器的文物，可以模仿他们的行为。否决程序利用了这样一个事实，即一个长期的相干扰动是不太可能比一个真正的信号表现出天体物理起源的多普勒调制。因此，在搜索中存在离群值的情况下，我们在多普勒调制关闭（DM关闭）的情况下围绕离群值的频率执行多步搜索，并将这些结果与原始（DM打开）搜索的结果进行比较。如果来自DM关闭搜索的结果比来自DM打开搜索的结果更显著，则离群值最有可能是由于伪影而不是信号。我们调整否决程序，使其具有非常低的错误驳回率。有了这个否决权，我们能够在最近的全天低频Einstein@Home搜索中识别出6349个候选者中的99.9%以上的相干扰动，这些候选者来自Advanced LIGO O 1观测运行的数据[1]。我们在附录中提供了每种已识别干扰的详细信息。
2017-09-11 astro-ph.IM gr-qc
A semicoherent resampling method for long-transient gravitational wave searches with applications to subsolar-mass primordial black-hole binaries
The Australian National University（澳大利亚国立大学）；INFN, Sezione di Roma（意大利国家核物理研究所罗马分部）；Universitat de les Illes Balears（巴利阿里群岛大学）
本文提出基于非均匀快速傅里叶变换（NUFFT）的重采样方法，用于长时瞬变引力波搜索，速度提升可达两个数量级，并在亚太阳质量原初黑洞双星旋进信号搜索中验证其高效性，视界距离覆盖银河系中心乃至仙女座星系。
2026-09-14 astro-ph.IM gr-qc
Efficient Reconstruction of Matched-Filter Signal-to-Noise Ratio Time Series from Nearby Templates for Compact Binary Coalescences Searches
Institute for Cosmic Ray Research, The University of Tokyo（东京大学宇宙射线研究所）
该研究提出了一种通过截断比值波形高效重建匹配滤波信噪比时间序列的方法，用于搜索致密二体合并信号，显著降低计算成本和存储需求。
2026-03-13 astro-ph.IM gr-qc
Transient Classification in LIGO data using Difference Boosting Neural Network
引力波探测器数据中瞬变现象的检测和分类对于有效地搜索真实的天体物理事件和识别噪声源至关重要。我们提出了一种混合的方法，用于分类的短时间瞬变引力波数据中看到的监督和无监督的机器学习技术。为了训练分类器，我们使用通过对数据应用一维小波分解获得的相对小波能量和相应的熵。训练分类器的预测精度的9个模拟类的引力波瞬变和LIGO的第六次科学运行的硬件注入报告。有针对性的搜索一对夫妇的已知类的非天体物理信号在先进的LIGO数据的第一次观测运行。使用最少的训练样本准确识别瞬态类的能力使得所提出的方法成为LIGO探测器表征以及搜索短持续时间引力波信号的有用工具。
2017-05-09 astro-ph.IM gr-qc
High Cadence Optical Transient Searches using Drift Scan Imaging I: Proof of Concept with a Pre-Prototype System
描述了一种对短时光学瞬态具有灵敏度的成像技术。该技术是基于使用宽视场相机在漂移扫描模式下工作，从而持久的对象产生的传感器和短时间的瞬态跟踪占据局部组的像素。该技术的一个好处是，对短持续时间信号的敏感性不伴随着大量的数据速率，因为曝光时间>>瞬态持续时间。该技术是使用一个预原型系统组成的现成的和廉价的商业组件，再加上共同的编码环境，商业软件，和免费的基于Web的服务。该技术和预原型系统的性能进行了探讨，包括测光和天体测量校准，检测灵敏度，候选人的瞬态特性，和区分天文信号从非天文信号（主要是闪烁从地球轨道上的卫星和宇宙射线击中传感器像素）方面。使用预原型系统进行了测试观察，实现了对持续时间为21 ms的瞬变的灵敏度，从而检测到5个候选瞬变。对这些候选者的调查得出的结论是，它们很可能是由于宇宙射线撞击传感器和/或卫星造成的。用预原型系统获得的灵敏度是这样的，在FRB的光发射的一些模型下，在大约100 Mpc的距离上检测典型的FRB（例如FRB 181228）是合理的。描述了未来改进系统/技术的几种选择。
2020-02-17 astro-ph.IM physics.ins-det
One-stop strategy to search for long-duration gravitational-wave signals
针对连续引力波盲测搜寻计算成本高且策略难以通用的问题，提出基于GPU的海量并行引擎fasttracks，在不使用计算近似的前提下显著提升检测统计量评估效率，并提供通用半解析灵敏度估计算法。
2025-05-01 astro-ph.IM gr-qc physics.data-an
Reduction of transient noise artifacts in gravitational-wave data using deep learning
过多的瞬态噪声伪影或毛刺影响地基引力波（GW）探测器的数据质量，并损害天体物理源产生的信号的检测。毛刺的缓解对于提高GW信号可检测性至关重要。然而，毛刺是相互关联的检测器-控制系统（包括光学对准系统）之间的短暂线性和非线性耦合以及地震干扰的减轻的产物，通常使得难以对噪声耦合进行建模。因此，通常否决包含毛刺的时间段，以减轻GW搜索中毛刺的影响，代价是减少可分析数据。为了增加可用数据周期并提高模型和未建模GW信号的可检测性，我们提出了一种新的基于机器学习的方法，该方法使用现场传感器/系统控制器监测仪器和环境条件来建模噪声耦合并减去GW检测器数据中的毛刺。我们发现，我们的方法减少了20-70%的多余的功率在数据中，由于毛刺。通过将软件模拟信号注入到数据中，并使用未建模的GW检测管道之一来恢复它们，我们解决了毛刺减少技术的鲁棒性，以有效地去除毛刺，而不会对GW信号产生意外影响。
2021-07-08 astro-ph.IM gr-qc
Long gravitational-wave transients and associated detection strategies for a network of terrestrial interferometers
引力波（GW）的研究传统上集中在持久源（例如，随机噪声或随机背景）或瞬变源（例如，紧凑的双螺旋或核心坍缩超新星），其持续时间为毫秒至秒。我们探讨的可能性，长期GW瞬态与未知的波形持续数秒至数周。我们提出了一种新的分析技术，以弥补短O（s）突发分析和持久的随机分析之间的差距。我们的技术利用频率-时间映射的GW应变交叉功率之间的两个空间分离的地面GW探测器。我们的交叉功率统计搜索GW瞬态的应用框架作为一个模式识别问题，我们讨论了几种模式识别技术。我们证明了这些技术通过恢复模拟GW信号在模拟探测器噪声。我们还恢复环境噪声伪影，从而展示了一种新的技术，用于识别GW干涉仪中的这种伪影。我们比较这个框架的效率，如匹配滤波等其他技术。
2011-02-25 astro-ph.IM gr-qc
Long-duration transient, gravitational-wave search pipeline
随着引力波探测器的灵敏度和观测时间的增加，预计将从各种来源观测到更多样化的信号。特别是，长寿命的引力波瞬变在过去的十年中受到了关注。由于大多数长持续时间的信号是很差的建模，检测必须依赖于通用的搜索算法，很少或根本没有假设的信号的性质。然而，这些搜索的计算成本仍然是一个限制因素，这导致次优的灵敏度。已经开发了几种检测算法来应对这个问题。在本文中，我们提出了一种新的数据分析管道，以搜索未建模的长寿命的瞬态引力波信号的持续时间在10和1000 s之间，基于过量的交叉功率统计的检测器网络。该管道实现了几个新的功能，旨在降低计算成本，提高检测灵敏度，为广泛的信号形态。该方法被推广到一个网络的任意数量的检测器，旨在提供一个稳定的接口，进一步改进。与模拟和真实引力波数据上的类似方法的先前实现的比较示出了取决于信号形态的检测效率的总体增加，并且计算时间减少了至少10倍。
2021-11-23 astro-ph.IM gr-qc
Search for gravitational-wave transients associated with magnetar bursts during the third Advanced LIGO and Advanced Virgo observing run
磁星是一种中子星，具有极强的偶极磁场，被观察到显示出一系列的x射线耀斑行为，但耀斑机制还没有很好的理解。Advanced LIGO和Virgo的第三次观测从2019年4月1日延长到2020年3月27日，包含来自已知磁星SGR 1935+2154以及新发现的磁星Swift J1818-1607的X射线耀斑。我们寻找引力波符合这些磁星耀斑与最低限度建模，相干搜索，专门针对短时间的引力波产生的激发f-模式在磁星的核心，以及长时间的引力波激发的准周期振荡中观察到的巨大耀斑的尾巴。在本文中，我们报告这些搜索的方法和灵敏度估计，以及天体物理学的影响。
2022-10-25 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Globally coherent short duration magnetic field transients and their effect on ground based gravitational-wave detectors
人们已经认识到，舒曼共振产生的磁场可能会影响LIGO和Virgo对随机引力波背景的搜索。这里介绍的是在LIGO和Virgo站点的磁强计中同时发生的短持续时间磁场瞬变的观测结果。来自波兰和美国科罗拉多州的低噪声磁力计的数据也被使用，并显示了全球范围的短时间磁瞬变。我们测量至少2.3符合（波兰和科罗拉多州之间）磁瞬变事件，每天其中一个脉冲超过200 pT。考虑到最近测量的先进LIGO的磁耦合到差动臂运动的值，每天都会有几个事件同时出现在引力波探测器位置，并可能移动$10^{-18}$ m级的测试质量。我们确认，在先进的探测器时代，短时间的瞬态引力波搜索必须占相关的磁场噪声在全球探测器网络。
2016-12-04 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
A method to search for long duration gravitational wave transients from isolated neutron stars using the generalized FrequencyHough
我们描述了一种方法来检测引力波持久$O(hours-days)$发射的年轻，孤立的中子星，如那些可能形成后，超新星或二进制中子星合并，使用先进的LIGO/处女座数据。该方法是基于一个概括的FrequencyHough（FH），一个管道，执行分层搜索连续引力波的时间/频率平面的检测器的映射点的线在频率/旋转平面的源。我们表明，信号的自旋相关的频率由幂律可以转换到坐标的行为，这些信号总是线性的，因此可以搜索的FH。我们估计我们的搜索在不同的制动指数的灵敏度，并描述了部分的参数空间，我们可以探索在搜索中使用不同的快速傅立叶变换（FFT）的长度。
2018-10-23 astro-ph.IM physics.data-an
A comparison of methods for the detection of gravitational waves from unknown neutron stars
对于LIGO和Virgo干涉仪来说，快速旋转的中子星是有希望的连续引力波辐射源。我们银河系中的大多数中子星还没有被电磁观测所识别。对孤立中子星的全天搜索提供了探测来自这些不明来源的引力波的可能性。这些盲全天空搜索的参数空间也覆盖了大范围的频率和频率导数，这是一个重大的计算挑战。已经设计了不同的方法来在可接受的计算限制内执行这些搜索。在这里，我们描述的第一个基准在一个项目中比较搜索方法目前可用于检测未知的孤立的中子星。我们采用模拟数据的挑战，以比较每种搜索方法的能力，以恢复信号模拟假设一个标准的信号模型。我们发现短持续时间的搜索方法之间的性能相似，而长持续时间的搜索方法达到了两个更高的灵敏度的一个因素。我们发现，在搜索参数空间中的二阶导数频率的情况下，不会降低搜索灵敏度的信号与物理上合理的二阶导数频率。我们还报告了每种搜索方法的参数估计精度，以及频率，频率导数和检测器噪声存在下的灵敏度的稳定性。
2016-06-13 astro-ph.IM gr-qc
Hierarchical searches for subsolar-mass binaries and the third-generation gravitational wave detector era
本文提出一种两阶段分层搜索策略，通过优化技术高效探测亚太阳质量致密双星，在提升信噪比和探测体积的同时大幅降低计算成本，以应对第三代引力波探测器时代的长信号搜索挑战。
2024-09-17 astro-ph.IM gr-qc
Identification and mitigation of narrow spectral artifacts that degrade searches for persistent gravitational waves in the first two observing runs of Advanced LIGO
先进LIGO和Virgo数据中的持久引力波数据正在进行中，这些引力波来自连续源，例如快速旋转的银河系中子星，以及随机源，例如大爆炸的遗迹引力波或遥远天体物理事件的叠加，例如黑洞或中子星的合并。由于仪器或环境干扰，这些搜索可能会因窄谱伪影（线）的存在而降级。我们描述了各种方法，用于查找，识别和减轻这些文物，用特定的例子说明。结果以线伪影列表的形式提供，这些伪影可以安全地被视为非天体物理的。这种列表通过允许否决错误的异常值和允许数据清理来提高连续和随机引力波搜索的效率和灵敏度。
2018-01-22 astro-ph.IM
Enhanced long-duration gravitational-wave transient sources search pipeline with denoising and tree clustering algorithms
该研究通过结合复二维小波去噪、自适应阈值与 KDTree 聚类升级 PySTAMPAS，显著降低长持续引力波瞬变搜索的误报率、计算耗时并提升灵敏度。
2025-08-29 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Tunable compression of template banks for fast gravitational-wave detection and localisation
一种用于减少用于引力波的匹配滤波器搜索的在线计算成本的策略是在基于网格的搜索中引入用于波形模板库的压缩基。在本文中，我们提出并研究了几个可调压缩方案的一般模板银行。通过离线压缩，这种方案被证明可以更快地检测和定位信号，同时在相同的计算成本水平上适度提高粗化银行的灵敏度和准确性。这对于涉及模板库的任何搜索都是潜在有用的，特别是在分析来自未来天基探测器（例如eLISA）的数据时，由于长持续时间波形和大参数空间，在线网格搜索是困难的。
2016-05-19 astro-ph.IM gr-qc
iDQ: Statistical Inference of Non-Gaussian Noise with Auxiliary Degrees of Freedom in Gravitational-Wave Detectors
引力波探测器是非常灵敏的仪器，通常能够对新的天文现象进行突破性的观测。然而，他们也见证了非平稳，非高斯噪声，可能被误认为是天体物理源，降低检测置信度，或简单地从噪声数据中提取信号参数复杂化。为了解决这个问题，我们提出了iDQ，一个监督学习框架，仅基于对引力波不敏感的辅助自由度，自主检测引力波探测器中的噪声伪影。iDQ在两台LIGO干涉仪中的每一台上都以低延迟的方式在整个先进探测器时代运行，实时提供有关每次探测的宝贵数据质量信息。我们记录的算法，描述的统计框架和引力波搜索内可能的应用。特别是，我们构建了一个似然比测试，同时考虑到非高斯噪声伪影的存在，并利用观测到的引力波应变信号和数千个辅助自由度的信息。我们还提出了几个例子，iDQ的性能与现代干涉仪，显示iDQ的能力，自主再现已知的数据质量监视器和识别噪声文物没有标记的其他分析。
2020-05-26 astro-ph.IM gr-qc
Improved binary black hole searches through better discrimination against noise transients
本研究提出一种优化的正弦-高斯 $χ^2$ 统计量，通过考虑噪声瞬变初始相位和改进基向量选择，在真实 LIGO O3 数据中有效提升了双黑洞搜索对噪声的辨别能力，使真阳性率显著提高。
2024-09-25 astro-ph.IM gr-qc
A parametric signal plus noise inference framework for short duration non-Gaussian noise transients
University of Portsmouth（朴茨茅斯大学）；Universitat de Barcelona (UB)（巴塞罗那大学）；Institut de Fisica d’Altes Energies（高能物理研究所）；Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats（加泰罗尼亚高级研究学院）
提出bilby-antiglitch框架，通过联合分析信号和准物理噪声模型，在非高斯噪声中准确推断引力波源性质，避免传统方法的偏差。
2026-07-01 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Constraints on planetary and asteroid-mass primordial black holes from continuous gravitational-wave searches
我们提出了新的约束合并率的行星质量和小行星质量的原始黑洞二进制使用限制连续波（准单色，准无限持续时间的信号）来自全天空搜索孤立的紧凑型物体在第三次观测运行（O3 a）的LIGO/处女座的前六个月。我们计算这些二进制的合并率在一个模型独立的方式，并将它们转换为约束的原始黑洞丰度与最小的建模假设。我们的结果表明，我们是敏感的来源，在大多数$\mathcal{O}(10$ pc）远离系统的啁啾质量的$\mathcal{O}(10^{-5}M_\odot)$在引力波频率约30-40赫兹。这些结果还表明，连续波搜索在未来可以直接探测行星质量和小行星质量的原始黑洞的存在，特别是那些在不对称质量比的双星。此外，他们表明，新的方法占全非线性引力波频率的演变，需要改善对原生黑洞的约束。
2022-03-16 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Ultra Fast Astronomy: Optimized Detection of Multimessenger Transients
超快天文学是一个新的前沿，通过改进探测器技术，允许发现毫秒到纳秒时间尺度上的光学瞬变。这些可能会揭示高能过程的对应物，如快速射电暴，伽马射线暴，引力波事件，或在光学搜索外星智慧（oSETI）中发挥作用。我们探讨了一些示例科学案例及其在受限资源下的优化，基本上是如何沿着许多目标的短时间搜索或更少目标的长时间搜索的频谱分布观察。作为演示的方法，我们提出了一些分析和一些数值优化，无论是原始检测和科学表征，如信息矩阵分析约束突发延迟-闪光持续时间的关系。
2021-11-04 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
A method for untriggered time-dependent searches for multiple flares from neutrino point sources
本文提出了一种随时间变化的方法，用于寻找可能被大型中微子实验探测到的耀斑天体物理源。该方法使用的时间聚类算法结合未分组似然过程。通过在似然函数中加入一个信号项，描述了许多小的类信号事件簇的贡献，这种方法为寻找不同时间尺度上的弱中微子耀斑提供了一种有效的途径。该方法是敏感的总体过剩的事件分布在几个耀斑，这是不是单独检测。对于标准的情况下（一个耀斑）的发现潜力的方法是一个标准的时间相关的点源分析与未知的耀斑持续时间差约15%。然而，对于短于总观测周期的耀斑，该方法比时间积分分析更敏感。
2011-04-12 astro-ph.IM
Applying the Viterbi Algorithm to Planetary-Mass Black Hole Searches
针对亚太阳质量至行星质量原初黑洞难以探测的问题，提出采用 Viterbi 算法探测小质量 PBH 双星信号，并验证了其在含高斯噪声模拟数据中的有效性与计算高效性。
2024-09-23 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Application of hidden Markov model tracking to the search for long-duration transient gravitational waves from the remnant of the binary neutron star merger GW170817
第一个由先进激光干涉仪引力波天文台（Advanced LIGO）和先进室女座（GW 170817）观测到的双中子星合并后残留物的性质尚不清楚。已经使用各种算法对短（$\lesssim 1$）、中（$\lesssim 500$）和长（$\sim$天）信号进行了检测，而没有得到检测。我们描述了一个有效的频率跟踪方案的基础上的隐马尔可夫模型搜索长时间的瞬态信号从中子星遗迹与自旋下降的时间尺度范围$\sim 10^2$ s- $10^4$ s。这是从GW 170817的长寿命残留物中寻找信号的方法之一。我们验证了该方法，并估计其灵敏度通过蒙特卡罗模拟在相同的数据集上使用的GW 170817搜索。我们描述的搜索配置，程序，并逐步跟进。隐马尔可夫模型的方法充分说明，以确保这种未来的分析可以复制一个独立的一方。
2019-05-28 astro-ph.IM
The effect of timing noise on targeted and narrow-band coherent searches for continuous gravitational waves from pulsars
大多数对中子星的连续引力波的研究都使用泰勒展开来模拟中子星的自旋下降。研究表明，他们的电磁（EM）发射遭受\emph{timing noise}，泰勒展开模型的相位小偏差。产生电磁辐射的机制如何与任何连续的引力波（CW）辐射相关尚不清楚;如果它们相互作用或锁定相位，那么CW也将经历定时噪声。信号和匹配滤波方法中使用的搜索模板之间的任何不一致将导致信噪比（SNR）的损失，称为“失配”。在这项工作中，我们假设CW遭受类似的定时噪声水平，其EM对应。我们注入和恢复假CW信号，其中包括从蟹状星云脉冲星的观测数据产生的定时噪声。测量$\sim 10$月数量级持续时间内的不匹配，发现大部分影响很小。这表明，最近所谓的“窄带”搜索对来自蟹状星云和船帆座星云的信号设置了上限，不会受到明显影响。在固定的观测时间，我们发现失配依赖于观测历元。考虑到平均失配作为观测时间的函数，我们发现它随时间呈幂律增加，因此在长基线搜索中可能变得相关。
2015-03-27 astro-ph.IM astro-ph.SR gr-qc
Subtracting glitches from gravitational-wave detector data during the third observing run
来自地面引力波探测器的数据包含了许多短时间的仪器伪像，称为"毛刺"。"这些伪影的高比率反过来导致了来自紧凑的二元聚结重叠毛刺的引力波信号的显著部分。在LIGO-Virgo的第三次观测运行中，由于故障，信号的$\approx 20\%$需要某种形式的缓解。这是第一次观测运行，毛刺减法被纳入作为LIGO-Virgo-KAGRA数据分析方法的一部分，用于大部分检测到的引力波事件。这项工作描述了识别毛刺的方法，决定是否需要缓解的决策过程，以及用于建模和消除毛刺的两种算法BayesWave和gwsubtract。通过案例研究的两个事件，GW190424_180648和GW200129_065458，我们评估的毛刺减法的有效性，比较相关的毛刺模型的统计不确定性，并确定这些毛刺减法方法的潜在局限性。最后，我们概述了从这第一次的努力，为未来的观测运行的经验教训。
2022-07-07 astro-ph.IM gr-qc
No Glitch in the Matrix: Robust Reconstruction of Gravitational Wave Signals Under Noise Artifacts
本文扩展AWaRe网络以抑制LIGO数据中的glitch噪声，无需显式训练即可从真实glitch污染数据中高精度重建引力波信号，并在GW191109、GW200129及模拟注入目录上验证了其稳健性，表明该工具有望提升搜索可靠性和噪声伪影表征能力。
2024-12-22 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Reconstructing source motion from gravitational wave strain
提出基于normalising flow仅从引力波应变重建源运动和质量的方法，在圆轨道等模型上验证，可从多探测器数据重建包含简并运动的完整质量运动分布。
2024-07-29 astro-ph.IM gr-qc
Beyond FINDCHIRP: Breaking the memory wall and optimal FFTs for Gravitational-Wave Matched-Filter Searches with Ratio-Filter Dechirping
Syracuse University（雪城大学）
本文提出比率滤波去啁啾算法，通过将内存受限的FFT转换为缓存高效的FIR卷积，提升引力波匹配滤波搜索效率，适用于包含有限大小效应、偏心率和预cession的多种搜索。
2026-01-25 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Robustness of Deep Learning Models to Precession in Gravitational-Wave Searches for Intermediate-Mass Black Hole Binaries
针对中等质量黑洞并合引力波搜索中信号易与探测器毛刺混淆、进动会扭曲波形的问题，本研究提出三种不同训练策略的神经网络分类器，其中课程学习训练的模型准确率达95%，并发现模型对进动的鲁棒性受训练策略影响。
2024-10-10 astro-ph.IM gr-qc
Orbital Foregrounds for Ultra-Short Duration Transients
来自地球轨道上物体的反射可以产生亚秒级的恒星般的闪光，类似于天体物理学的瞬变。反射在历史上曾引起瞬时调查的假警报，但人口没有得到系统的研究。我们使用Evryscope快速瞬变引擎报告这些轨道闪光的事件发生率，Evryscopes的低延迟瞬变检测管道。我们选择可能由地球卫星引起的单历元探测，并将事件率建模为震级和天空位置的函数。我们测量了$1800^{+600}_{-280}$天空$^{-1}$小时$^{-1}$的速率，峰值在$m_g = 13.0$，在像Evryscopes这样的调查中，闪光形态退化与真实的天体物理信号。其中，$340^{+150}_{-85}$天空$^{-1}$小时$^{-1}$足够明亮，在典型的郊区天空中肉眼可见，视觉极限星等为$V\approx4$。这些测量使轨道闪光的事件率比所有活跃的全天空快速时间尺度瞬态搜索的公共警报的组合率高出几个数量级，包括中微子，引力波，伽马射线和射电天文台。短时间尺度的轨道闪光形成了一个占主导地位的前景，非触发搜索快速瞬变低分辨率，广角调查。然而，像快速射电暴（FRB）与弧分尺度的本地化事件有一个低概率（$\sim10^{-5}$）的符合与轨道闪光，允许光学调查，以限制其潜在的光学对应物在单一的图像。即将推出的卫星互联网星座，如SpaceX Starlink，不太可能对正常运行中的轨道闪光数量做出重大贡献。
2020-11-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Observing gravitational-wave transient GW150914 with minimal assumptions
引力波信号GW 150914于2015年9月14日首次通过搜索短持续时间的引力波瞬变来识别。这些搜索识别多个探测器中的时间相关瞬态，对信号形态的假设最小，使它们对包括双星黑洞合并在内的各种源发射的引力波敏感。在2015年9月12日至10月20日的观测期间，这些瞬态搜索对类似于GW 150914的双黑洞合并敏感，平均距离为$\sim 600$ Mpc。在本文中，我们描述的分析，首先检测到GW 150914以及参数估计和波形重建技术，最初确定GW 150914作为合并的两个黑洞。我们发现，重建的波形是一致的信号从一个双黑洞合并与啁啾质量的$\sim 30 \, M_\odot$和合并前的总质量$\sim 70 \, M_\odot$在检测器框架。
2016-08-22 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Enabling pulsar and fast transient searches using coherent dedispersion
我们提出了一个实现的相干去色散算法能够去色散高时间分辨率的无线电观测到许多不同的色散措施（DM）。这种方法允许去除星际介质的色散效应，并能够在低观测频率和/或高DM下搜索来自于脉冲星的脉冲发射和其他毫秒持续时间的瞬变，其中，由于色散拖尾而导致的信号的时间展宽会严重降低灵敏度。该实现称为“cdmt”，用于相干色散测量试验，利用通用图形处理单元的并行处理能力来加速计算。我们描述了相干去色散算法，并详细介绍了cdmt如何实现该算法，以有效地计算许多相干DM试验。我们提出了一个半相干解色散搜索的概念，其中相干解色散试验在粗分离的DM随后在DM中的更精细的步骤非相干解色散。该软件被用于正在进行的LOFAR试点调查，以测试在135 MHz的毫秒雷达进行半相干去色散搜索的可行性。这项试验性调查导致了一颗射电毫秒脉冲星的发现--这是第一颗低频脉冲星。这是第一次使用相干去色散在DM空间进行如此广泛和全面的搜索，我们认为，未来使用这种方法进行低频脉冲星搜索在科学上是令人信服的，也是可行的。最后，我们比较了cdmt与其他可用的替代品的性能。
2016-07-04 astro-ph.IM
Searches for Post-Merger Gravitational Waves with CoCoA: Sensitivity Projections Across Large Template Banks for Current and Next-Generation Detectors
Texas Tech University（德克萨斯理工大学）；Rice University（莱斯大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；University of Rhode Island（罗德岛大学）
研究评估了利用CoCoA算法检测由长寿命GRB残骸驱动的中间持续时间合并后引力波的灵敏度，旨在优化未来搜索策略以平衡灵敏度与计算成本。
2026-04-14 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Enhancing the capabilities of LIGO time-frequency plane searches through clustering
LIGO Laboratory（LIGO实验室）；California Institute of Technology（加州理工学院）
LIGO正在寻找的一类引力波信号是由未知波形的短时间爆发组成的。可能的来源包括核心坍缩超新星、伽马射线暴的前身星、双黑洞或中子星的合并。我们提出了一个基于密度的聚类算法，以提高性能的时频搜索这样的引力波爆发时，他们在时间和/或频率上的扩展，并没有足够的知名度，允许匹配滤波。我们将该算法作为QPipeline的扩展来实现，QPipeline是一种用于检测爆发的重力波数据分析管道，目前仅根据在最小不确定性区域中观察到的峰值显著性来确定事件的统计显著性时频平面。基于密度的聚类通过考虑时频平面中任意形状区域的聚合显著性并拒绝从背景检测器噪声预期的孤立的最小不确定性特征来提高这样的搜索的性能。在本文中，我们提出了模拟信号的测试结果，并表明基于密度的聚类提高了QPipeline的时间和/或频率扩展信号的性能。
2009-06-18 astro-ph.IM cs.CV gr-qc
Application of machine learning algorithms to the study of noise artifacts in gravitational-wave data
在LIGO数据中搜索天体物理瞬态的灵敏度通常受到瞬态非高斯噪声伪影的限制，这些伪影以足够高的速率发生，使得多个探测器之间的偶然巧合不可忽略。此外，非高斯噪声伪影通常在由平稳噪声贡献的背景上占主导地位。这些“毛刺”很容易被混淆为瞬态引力波信号，它们的鲁棒识别和消除将有助于任何天体物理引力波的搜索。我们将机器学习算法（MLAs）应用于这个问题，使用来自LIGO探测器内辅助通道的数据，这些探测器监测不受天体物理信号影响的自由度。描述这些干扰的随机信道参数的数量也可能非常大; MLA特别适合的区域。我们证明了三个非常不同的MLAs的可行性和适用性：人工神经网络，支持向量机和随机森林。这些分类器识别并消除了两个非常不同的数据集中存在的大部分故障：LIGO第四次科学运行的四周和LIGO第六次科学运行的一周。我们观察到，所有三种算法都同意哪些事件是第六次科学运行数据的10%以内的故障，并通过显示每个分类器使用的不同优化标准生成相同的决策表面来支持这一点，基于似然比统计。此外，我们发现，所有的分类器获得类似的限制性能，这表明我们提取的辅助信道参数中包含的大部分有用信息已经被使用。
2013-03-27 astro-ph.IM
SiGMa-Net: Deep learning network to distinguish binary black hole signals from short-duration noise transients
在LIGO-Virgo数据中，一种短暂的噪声瞬变，是二元黑洞（BBH）搜索的一个麻烦。它们显著地影响BBH搜索灵敏度，因为它们的时域形态非常相似，并且这造成了否决它们的困难。在这项工作中，我们构建了一个深度学习神经网络，以有效地区分BBH信号和毛刺。我们介绍正弦高斯投影（SGP）地图，这是GW频域数据片段的投影的基础上定义的品质因数和中心频率的正弦高斯。我们将SGP映射馈送到我们的深度学习神经网络，该网络对BBH信号和光点进行分类。虽然BBH信号是模拟的，但在我们的分析中，所使用的光点是从真实数据中提取的。我们表明，我们的网络显着提高了识别的BBH信号相比，使用传统的$χ^2$和正弦高斯$χ^2$得到的结果。例如，对于总质量在$[80,140]~M_{\odot}$范围内且SNR在$[3,8]$范围内的BBH，我们的网络在$10^{-2}$的假阳性率下将灵敏度提高了75%。此外，它正确地识别了GWTC-3中95%的真实GW事件。对于单个核心上的数千个SGP图，分类的计算时间是几分钟。随着我们的算法的下一个版本的进一步优化，我们期望进一步降低计算成本。我们所提出的方法可以潜在地改善否决过程中的LIGO-处女座GW数据分析，可以想象的支持识别GW信号在低延迟管道。
2022-02-17 astro-ph.IM gr-qc physics.data-an
Comparison of RFI Mitigation Strategies for Dispersed Pulse Detection
来自天文源的脉冲射频信号被星际介质的折射率分散，因此当它们到达地球时表现为啁啾信号。由于射频干扰（RFI）以及在某些情况下仪器的伪影，分散脉冲的检测受到错误检测的限制。许多作者讨论了在搜索快速瞬变时切除或减轻RFI的技术，但缺乏不同方法之间的比较。这项工作开发RFI缓解技术用于搜索分散的脉冲，采用艾伦望远镜阵列的“蝇眼”模式记录的数据作为测试案例。我们通过将分散的信号添加到包含RFI的数据中并在所添加信号的观察到的信噪比下比较虚警率来衡量几种RFI缓解技术的性能。我们发现，胡贝尔滤波是最有效的消除宽带干扰，而频率中心是最有效的消除窄频率干扰。这两种方法都不是有效的，在广泛的范围内。结合Huber滤波和自适应干扰消除的方法提供了最低数量的误报在这里考虑的干扰。这里开发的方法有应用程序的其他搜索分散的脉冲在非相干光谱，特别是那些涉及多光束系统。
2012-01-07 astro-ph.IM
Doppler correlation-driven vetoes for the Frequency Hough analysis in continuous gravitational-wave searches
提出一种基于地球 Doppler 效应引发参数线性相关的 Frequency Hough 候选者否决方法，有效剔除 56% 虚假候选，显著提升了连续引力波全天搜索后续分析的深度与统计显著性。
2025-03-04 astro-ph.IM gr-qc physics.data-an
IQRM: real-time adaptive RFI masking for radio transient and pulsar searches
在搜索时域数据中的短时间尺度天体物理瞬变时，射频干扰（RFI）会导致大量的假阳性候选人和灵敏度显着降低，如果不正确减轻。在这里，我们提出了一种算法，直接从短持续时间（$\sim$ 1秒）数据块推断时变频率信道掩码：该方法包括计算频谱统计，以及与RFI的存在相关，然后在所得值中找到高离群值。对于后者的任务，我们提出了一个离群值检测算法称为四分位数间范围缓解（IQRM），这是非参数和鲁棒性的存在下，在顺序数据的趋势。该方法不需要训练，原则上可以适应任何望远镜和RFI环境;它的效率在MeerKAT和Lovell 76米射电望远镜的数据上得到了证明。IQRM的速度足够快，可以用于流搜索，并已集成到MeerTRAP实时瞬态搜索管道中。还提供了开源Python和C++实现。
2021-12-01 astro-ph.IM
Hierarchical approach to matched filtering using a reduced basis
通过对来自引力波观测站的观测到的应变数据进行匹配滤波来执行从紧密双星聚结（CBC）中搜索引力波，所述匹配滤波针对离散波形模板集，所述离散波形模板集被设计为精确地近似期望的引力波信号，并且被选择为有效地覆盖目标搜索区域。匹配滤波的计算成本与覆盖参数空间所需的模板数量和波形的带内持续时间成比例。这两个因素都增加了难度，因为目前的天文台提高了灵敏度，特别是在低频，并可能对第三代天文台构成挑战。降低匹配滤波的成本将使未来探测器数据的搜索更容易处理。此外，结合偏心率、岁差或目标光源（例如太阳下光源）的影响进行搜索将更加容易。我们提出了一个分层方案的基础上减少的基础方法，以减少计算成本进行匹配过滤器为基础的搜索。与目前的方法相比，我们估计没有任何损失的灵敏度，加速的一个因素~ 10的源与信噪比（SNR）至少=6.0，和一个因素~ 6的SNR至少为5。我们的方法是由线性操作，这是高度并行化。因此，我们使用图形处理单元（GPU）实现我们的算法，并评估商业动机的指标，以证明GPU在CBC搜索中的效率。我们的计划可以扩展到通用CBC搜索，并允许使用GPU进行有效的匹配过滤。
2022-05-11 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Tackling excess noise from bilinear and nonlinear couplings in gravitational-wave interferometers
我们描述了一种工具，我们改进，以检测多余的噪音在引力波（GW）通道所产生的双线性或非线性耦合的波动的GW干涉仪和它的环境中的各种组件。我们还描述了一个高阶统计工具，我们开发来表征这些耦合，例如，通过解开有助于这种噪声的波动的频率，并证明其实用性，通过应用它来理解先进的LIGO工程数据中的非线性耦合。一旦探测到这种噪声，就非常需要将其消除或加以校正，过去已证明这种行动可提高仪器在搜寻天体物理信号方面的灵敏度。如果不可能做到这一点，则必须采取措施减轻其影响，例如，通过描述它对天体物理学研究的影响。我们说明了这一点，通过一个紧凑的二进制聚结模板银行上的瞬态正弦高斯噪声伪影的影响的研究。
2016-02-08 astro-ph.IM
Commensal Transient Searches with MeerKAT in Gamma-Ray Burst and Supernova Fields
利用MeerKAT在超新星和短伽马射线暴场进行伴生瞬变搜寻，发现13个变源，其中12个归因于星际闪烁，另发现一个可能为恒星耀发的偏振瞬变源，并给出了瞬变率限制。
2025-06-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Deterministic denoising of long-duration gravitational-wave signal candidates with $α$-(de)blending
INFN Sezione di Ferrara（意大利国家核物理研究所费拉拉分部）
提出一种基于确定性扩散型生成模型（U-Net 实现 $\alpha$-(去)混合）的机器学习方法，用于对连续引力波候选信号进行去噪，在信噪比 $\rho \gtrsim 4$ 时能有效恢复信号模式，可作为搜索流水线中的一致性/否决工具。
2026-10-14 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Bayesian Gaussian Methods for Robust Background Modeling in CALorimetric Electron Telescope (CALET) Gravitational-Wave Searches
针对CALET引力波对应体搜索中传统背景建模灵敏度不足的问题，提出基于高斯过程回归和变点建模的贝叶斯框架，可提升弱短暴探测灵敏度，支持实时多信使联合搜索。
2025-11-19 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
