Robustness of the covariance matrix for galaxy clustering measurements
我们提出了一个依赖于宇宙学参数和星系偏差的星系聚类测量的协方差矩阵估计的鲁棒性的研究。为此，我们已经产生了9000星系模拟目录依赖于EZmocks计算机代码中实现的有效Zel'dovich近似，使用不同的输入宇宙学模型和偏置参数。参考目录也已产生与此代码，使我们的研究不敏感的近似至少在相对定性水平。我们的研究结果表明，协方差矩阵是不敏感的输入功率谱（包括$σ_8$），只要2点和3点星系团的测量与给定的数据。事实上，协方差矩阵在小尺度下（$r\lesssim40 h^{-1}$ Mpc）显示出偏差，当所选的星系偏差参数产生3点统计量时，这与误差条内的参考值不兼容，即使2点统计量在1%内一致。然而，误差在大尺度下变得可忽略，使得协方差矩阵对于仅使用该状态中的测量的数据分析仍然是可靠的（例如，测量重子声学振荡）。高精度的宇宙学参数估计预计协方差矩阵提取的模拟星系目录，准确地考虑到2-和3-点的统计。这与是否使用正确的宇宙学和星系偏差（这不是先验已知的）或两者的任何组合来拟合净观测到的星系聚类无关。
2018-02-13 astro-ph.CO
Cosmological Simulations for Combined-Probe Analyses: Covariance and Neighbour-Exclusion Bias
我们提出了一个公共套件的弱透镜模拟数据，扩展了Scinet光锥模拟（SLICS），模拟交叉相关分析与不同的宇宙学探针。这些模拟包括KiDS-450和LSST类透镜数据，宇宙微波背景透镜图和模拟GAMA，BOSS和2dFLenS星系调查的模拟光谱调查。有844个独立的实现，我们的模拟优化组合探头协方差估计，我们说明了一个联合测量的情况下，涉及宇宙剪切，星系-星系透镜和星系聚类KiDS-450和BOSS数据。由于其高空间分辨率，SLICS也是最佳的预测信号的新的透镜估计，分析管道的验证，并测试一系列的系统效果，如相邻排斥偏差的影响，测量的断层宇宙剪切信号。对于像KiDS和DES这样的调查，在2角秒内发生对邻近星系的排斥，我们表明测量的宇宙剪切信号将偏低，但在通常用于宇宙剪切分析的角度尺度上不到百分之一。在更深的LSST类数据中，邻域排斥偏差的幅度加倍。本文中描述的仿真产品可在http://slics.roe.ac.uk/上获得。
2018-10-10 astro-ph.CO
Denoising clustering covariance matrices with Rotational Invariant Estimators
INAF - Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布拉拉天文台）；Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Genova（热那亚大学物理系）；INFN - Sezione di Genova（意大利国家核物理研究所热那亚分部）；Dipartimento di Fisica e Astronomia Augusto Righi, Università di Bologna（博洛尼大学奥古斯托·里基物理与天文学系）
本文研究了利用旋转不变估计器（RIE）对星系大尺度聚类进行去噪，对比了标准样本协方差和非线性收缩估计器NERCOME在二阶相关函数和功率谱上的性能，发现RIE在傅里叶空间中能更稳定地恢复最佳拟合。
2026-04-15 astro-ph.CO
Cosmological inference including massive neutrinos from the matter power spectrum: biases induced by uncertainties in the covariance matrix
本研究针对宇宙学参数推断中协方差矩阵的采样噪声与非高斯贡献，提出NERCOME和COVMOS两种方法，发现COVMOS可提供无偏约束，而非高斯项被忽略时在特定尺度上会显著影响参数估计。
2023-06-09 astro-ph.CO
Primordial non-Gaussianity from the covariance of galaxy cluster counts
最近有人提出，暗物质晕的大尺度偏差敏感地依赖于局部形式的原始非高斯性。在本文中，我们指出，强规模依赖的非高斯晕偏差印记一个独特的签名的协方差簇计数。我们发现，使用集群计数的全协方差的结果在三（一）个数量级的非高斯参数f_NL相对于集群计数（计数+集群方差）约束单独的约束上的改进。我们预测的f_NL约束下，即将到来的暗能量调查中存在的不确定性的质量可观测的关系，晕偏差，测光红移。我们发现，DES可以产生的非高斯sigma（f_NL）~ 1-5的约束，即使相对保守的系统学假设。在数百兆秒差距的尺度上，集群计数的过度相关性将代表局部类型的原始非高斯性的确凿证据。
2010-06-11 astro-ph.CO
Large Covariance Matrices: Accurate Models Without Mocks
协方差矩阵估计是宇宙学的一个持续挑战。我们专注于一类模型的协方差矩阵，可以产生高精度和精度，使用一小部分的计算资源，将需要实现高精度的协方差矩阵使用模拟目录。在以前的工作中，这些模型中的自由参数是使用大量模拟计算的样本协方差矩阵确定的，但我们证明，这些参数可以通过将折刀法应用于单个调查体积来一致地估计，并具有良好的精度。这使模型协方差矩阵仅从数据校准，而不参考模拟。
2018-08-17 astro-ph.CO
On estimating cosmology-dependent covariance matrices
我们描述了一个统计模型来估计物质示踪剂两点关联函数的协方差矩阵与宇宙学模拟。假设一个固定数量的宇宙学模拟运行，我们描述了如何建立一个“统计模拟器”的两点函数协方差在一个指定的范围内输入宇宙学参数。由于不同的宇宙学模型的模拟运行有助于约束协方差的形式，我们预测，宇宙学相关的协方差可以估计与一个相当数量的模拟，将需要估计固定的宇宙学的协方差。我们的框架是计划分析下一代宇宙学调查的模拟活动的必要的第一步。
2013-04-29 astro-ph.CO
Indicator Power Spectra: Surgical Excision of Non-linearities and Covariance Matrices for Counts in Cells
在这里，我们引入指标函数，它确定一个给定的密度区域，以表征密度依赖的聚类。经过一般介绍这个工具，我们表明，指标函数功率谱有偏见的大尺度上的线性谱的版本。我们提供了一个计算从第一原理这种偏见，我们表明，它再现模拟结果，我们提供了一个简单的函数形式的跨导线性部分的指示函数谱。我们还概述了两个应用程序：第一，这些光谱便于手术切除的非线性，从而显着增加线性理论的范围。第二，指标函数谱允许计算理论协方差矩阵的细胞计数（CIC），促进参数估计与互补的CIC方法。
2021-11-03 astro-ph.CO
The effect on cosmological parameter estimation of a parameter dependent covariance matrix
基于两点关联函数的宇宙学大尺度结构分析通常假设协方差矩阵为高斯似然函数。我们研究忽略这个协方差矩阵的参数依赖宇宙学参数估计的影响，专注于联合弱透镜和星系聚类分析的特定情况下。使用Fisher矩阵形式主义（校准对精确的似然评估，特别是简单的情况下），我们量化的影响，使用参数依赖的协方差矩阵的偏差和方差的参数。我们确认，一个参数独立的协方差矩阵的近似是非常好的，在所有现实的情况下。协方差矩阵中的信息内容（与两个点函数本身相比）不随分数天空覆盖而改变。因此，随着模式数量的增加，由于参数相关协方差矩阵而导致的信息增加变得可以忽略不计。即使对于覆盖天空的小于$1\%$的巡天，这种效应也只会导致统计不确定性的最大偏差为${\cal O}(10\%)$，而对参数不确定性的错误估计也会处于相同或更低的水平。随着未来的大面积调查，这种影响只会更小。因此，对于大多数分析的影响，一个参数依赖的协方差矩阵可以忽略恢复的宇宙学约束的准确性和精度。
2019-03-19 astro-ph.CO
Covariance matrices for variance-suppressed simulations
宇宙学的$N$体模拟提供了对宇宙结构的数值预测，以比较正在进行的和未来的调查数据，但是调查所绘制的宇宙体积的增加需要相应地降低模拟中的统计不确定性，通常通过以牺牲计算能力为代价增加模拟规模来实现。最近有人提出，通过采用固定振幅的初始条件来减少模拟方差，而不会产生额外的计算成本。这种方法已被证明不会引入偏见的各种统计，包括两点统计的星系样本通常用于提取宇宙学参数星系红移调查数据，但需要我们重新审视目前的方法估计协方差矩阵的聚类统计模拟。在这项工作中，我们发现，这是不平凡的构建协方差矩阵分析固定振幅的模拟，但我们证明，EZmock（有效Zel'dovich近似模拟目录），最有效的方法，用于构建模拟目录准确的两点和三点的统计，提供合理的协方差矩阵估计这样的模拟。我们进一步研究了如何通过振幅固定获得的方差抑制取决于三点聚类，小规模聚类和星系偏差，并提出直观的解释，我们观察到的EZmock偏差模型的基础上的效果。
2023-03-17 astro-ph.CO
Mitigating baryon feedback bias in cosmic shear through a theoretical error covariance in the matter power spectrum
本文提出在物质功率谱中直接建模重子反馈理论误差协方差，以替代传统尺度截断，从而在宇宙剪切宇宙学参数约束中有效降低重子反馈引起的偏差，并验证了 HMCode-2020 的拟合灵活性。
2024-10-16 astro-ph.CO
Covariance shrinkage for cosmological inference with Sellentin-Heavens-type likelihoods
University of Campania “Luigi Vanvitelli”（坎帕尼亚路易吉·凡维泰利大学）
研究在有限模拟样本下协方差矩阵的收缩正则化方法，提出将收缩强度作为辅助推断量并边缘化其不确定性，以改进参数后验校准。
2026-06-18 astro-ph.CO astro-ph.IM stat.ME
Analytic Gaussian Covariance Matrices for Galaxy $N$-Point Correlation Functions
本文导出了高斯极限下星系$N$ -点关联函数的协方差矩阵.我们的结果是针对任意$N$给出的，并投影到Cahn & Slepian（2020）的各向同性基函数上，最近表明这有助于有效的NPCF估计。4PCF协方差的数值实现相比，从一组对数正态模拟，Quijote暗物质晕目录，和MultiDark-Patchy星系模拟的样本协方差，后者包括现实的调查几何。的分析形式主义给出了合理的预测的协方差估计模拟与一个盒子的几何形状。此外，拟合的有效体积和数密度最大化的Kullback-Leibler发散的基础上的可能性，部分补偿的非均匀窗口函数的影响。
2021-08-03 astro-ph.CO
On combining estimated and analytic covariance matrices
Imperial College, London（伦敦帝国理工学院）；University College London（伦敦大学学院）；Leiden University（莱顿大学）
本文提出用多变量t分布近似结合估计与解析协方差矩阵的联合似然函数，通过匹配协方差和多变量峰度以保留重尾特性，同时提供一种更复杂的快速采样算法。
2026-07-14 astro-ph.CO stat.ME
Polarization measurements analysis I. Impact of the full covariance matrix on polarization fraction and angle measurements
随着即将发布的高精度偏振测量，如从普朗克卫星，偏振的计量需要改进。特别是，它是至关重要的是要考虑到充分的知识的噪声属性时，估计偏振分数和角度，这遭受众所周知的偏见。虽然强大的简化假设通常已在偏振分析，我们提出了一种方法，包括完整的协方差矩阵的斯托克斯参数估计的偏振分数和角度的分布。因此，我们量化的噪声属性的影响，在观测量的偏差。我们推导出这些量的PDF的解析表达式，考虑到完整的复杂性的协方差矩阵，包括斯托克斯我的强度分量。我们进行模拟，以探讨的统计方差和偏置的偏振分数和角度的噪声属性的影响。我们表明，对于低的变化的Q和U组件之间的有效椭圆率对称的情况下，协方差矩阵可以被简化，通常是这样做的，可以忽略不计的影响的偏差。当强度的信噪比小于10时，总强度的不确定性会大大增加偏振分量的不确定性，但不会增加相对偏差，而强度和偏振分量之间的相关性为10%时，偏振分量的偏差不会受到显著影响。我们比较估计的不确定性影响极化测量，解决的S/N估计的局限性，我们展示了如何建立保守的置信区间极化分数和角度同时。这项研究是第一组文件，致力于分析偏振测量。
2014-06-23 astro-ph.CO astro-ph.IM
Information content of weak lensing power spectrum and bispectrum: including the non-Gaussian error covariance matrix
我们解决的信息量在非高斯制度的弱透镜调查建模的功率谱和双谱的所有相关协方差，使用1000射线跟踪模拟实现的λ-CDM模型和分析晕模型。我们发展了一种形式化的描述所有三角形配置的功率谱和双谱的协方差矩阵。除了已知的贡献，扩展到六点关联函数，我们提出了一个新的贡献“晕样本方差（HSV）”所产生的耦合透镜傅立叶模式与大规模的质量波动的规模可比的调查区域通过晕偏置理论。我们表明，一旦我们考虑到HSV的模型预测是在良好的协议与模拟。在多极子l > 10^3时，HSV对协方差矩阵的贡献占主导地位，这是由质量大于10^14太阳质量且相对较低红移z < 0.4的大质量晕产生的。由于这种晕圈很容易从多色成像测量中识别出来，因此可以从数据中估计其影响。通过在功率谱中加入双谱，总的信息量或累积信噪比可提高20%~ 50%，最高可达10^3的某个最大多极，这相当于仅用功率谱测量就可将测量面积扩大1.4--2.3倍。然而，它仍然比高斯场的情况小3倍，主要是由于HSV。因此，双谱测量对宇宙学是有用的，但使用即将到来的调查的信息需要仔细估计非高斯协方差。
2013-07-16 astro-ph.CO
EFTofLSS meets simulation-based inference: $σ_8$ from biased tracers
本文利用基于模拟的推断（SBI）结合拉格朗日有效场理论正向模型，从有偏示踪体的功率谱和双谱推断宇宙学参数 $σ_8$，发现在特定尺度下协方差形式比似然非高斯性更重要。
2024-08-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Non-linear shrinkage estimation of large-scale structure covariance
在许多天体物理学环境中，大型数据集的协方差矩阵必须从有限数量的模拟实现中凭经验确定。由此产生的噪声降低了推理，如果实现比数据点少，则完全排除了推理。这项工作适用于最近提出的非线性收缩估计的协方差从大尺度结构宇宙学的一个现实的例子。在优化其性能的使用在似然表达式，收缩估计量产生次显性偏差和方差可比的标准估计因子$\sim 50$少实现。这是在没有任何关于数据属性或协方差矩阵结构的先验信息的情况下实现的，计算成本可以忽略不计。
2016-12-02 astro-ph.CO astro-ph.IM
The Parameter-Level Performance of Covariance Matrix Conditioning in Cosmic Microwave Background Data Analyses
在宇宙微波背景辐射功率谱分析中，通常使用波段功率协方差矩阵的经验估计。虽然这种方法很容易捕获数据中的相关性，但所得协方差估计中的噪声可能会系统地使参数拟合产生偏差。通过对特征向量的形状应用先验信息来调节估计的协方差矩阵，可以减少这些偏差，并确保恢复鲁棒的参数约束。在这项工作中，我们使用模拟基准性能的四个不同的空调计划，当代CMB分析的动机。模拟勘测测量了$10, 6.4$和$2\,μ$ K-arcmin温度图噪声水平下，在$Δ\ell = 50$宽仓中的角多极范围$300 \le \ell \le 3500$上的$TT$、$TE$和$EE$功率谱。我们将调查数据划分为$N_{\mathrm{real}} = 30, 50,$或100个均匀子集。我们展示了不同条件方案对协方差估计误差的影响，以及协方差矩阵上的这些不确定性如何传播到最佳拟合参数和参数不确定性。我们发现的最显著的影响是最佳拟合点的额外分散，超出了数据可能性的预期。对于最小条件策略$N_{\mathrm{real}} = 30$和10 $\,μ$ K-arcmin的温度图噪声水平，我们发现恢复的最佳拟合参数的不确定性是$\times 1.3$大于来自似然的表观后验宽度（$\times 1.2$大于使用真实协方差时的不确定性）。协方差矩阵上更强的先验减少了对$<1\%$的参数不确定性的误估计。正如预期的那样，经验估计值在较高…
2021-10-12 astro-ph.CO astro-ph.IM
Simulation-based inference has its own Dodelson-Schneider effect (but it knows that it does)
本文发现基于模拟的推断（SBI）在有限模拟下存在类似协方差估计的Dodelson-Schneider效应，导致后验方差膨胀，且不因压缩方法而避免，但足够模拟下可正确恢复后验。
2024-12-03 astro-ph.CO astro-ph.IM
A blinding solution for inference from astronomical data
本文提出了一种从天文数据中推断物理定律的联合盲解策略。该策略允许最多三个盲态阶段，其中数据可能是盲态的，理论物理的计算可能是盲态的，并且-假设高斯分布数据-协方差矩阵可能是盲态的。我们发现协方差盲法特别有效，因为它使盲法者能够准确地确定盲后验概率的峰值。因此，我们提出了一种算法，通过隐藏在协方差矩阵中的不可追踪的偏差，在预定的方向上诱导后移。相关的去盲采用数值轻量后处理步骤的形式，其中盲后验乘以去盲权重。我们说明了从KiDS-450宇宙剪切的致盲策略，并表明，即使没有直接的证据KiDS-450协方差矩阵被偏置，著名的宇宙剪切张力与普朗克可以很容易地诱导由$ξ_-$在最高红移和所有较低的红移之间的相关性的错误描述。盲法说明了在天文推断中准确的不确定性评估的重要性日益增加，否则会发生因偏差而导致的非自愿盲法。
2019-10-18 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
An Accurate Reconstruction of CMB E Mode Signal over Large Angular Scales using Prior Information of CMB Covariance Matrix in ILC Algorithm
近年来，利用WMAP和Planck卫星观测数据重建宇宙微波背景（CMB）温度各向异性信号的内部线性组合（ILC）方法得到了广泛的研究。本文首次采用ILC方法，利用新一代COrE卫星15频CMB偏振图的模拟观测数据，重建了作为宇宙电离历史唯一探针的大尺度CMB E模偏振信号。我们发现，通常的ILC清洁E模式的地图是非常错误的，由于存在的机会相关CMB和天体物理的前景成分之间的经验协方差矩阵，这是用来估计的权重因子。由于这些机会相关因子，E模式的清洁角功率谱是强烈偏差和错误的。为了解决偏差和误差的问题，我们扩展和改进了通常的ILC方法的CMB E模式重建的理论E模式的角功率谱的先验信息，同时估计输入映射的线性组合的权重。使用E模式协方差矩阵有效地抑制了CMB-前景机会相关功率，从而精确地重建清洁的CMB E模式图及其角功率谱。我们提供了一个比较研究的性能通常的ILC和新的方法在大角度尺度的天空，并表明，后者产生显着的统计改善的结果比前者。新的E模CMB角功率谱在低多极子处既不包含任何显著的负偏置，在相对较高的多极子处也不包含任何正的前景偏置。清洗谱的误差估计与宇宙方差引起的误差非常一致。
2020-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
