lensed GW + ML.ipynb

此jupyter notebook用于生成ET探测器的unlensed及lensed GW数据（whitened）

必要package：

• astropy
• bilby
• numpy
• pandas

运行完毕会得到文件：

• lens_params.csv ：

  透镜参数，共n_lens行，包含关键字 mu_0, mu_1, t_d

• source_samples.csv ：

  所有源参数（非透镜+透镜），共n_samples行，包含引力波15个参数的关键字

• lensed_index.csv ：

  source_samples中被选取的透镜源的index，共n_lens行，包含关键字 lensed_index

• lensed_source_samples.csv ：

  透镜源参数（像1+像2），共2 * n_lens行，包含引力波15个参数的关键字。其中第0 ~ n_lens-1行为像1的参数，第n_lens ~ (2 * n_lens)-1 行为像2的参数，二者一一对应。 （像1的参数就是source_samples中第lensed_index行对应的参数，像2的参数为伪源参数，t_2=t_1+t_d，其余参数与像1保持一致）

• All_unlensed_events_data.npz ：

  source_samples中所有源的GW数据(whitened)，共n_samples行，包含关键字data_strain, time_array, optimal_SNR （注意，无论n_lens设置为多少，该文件都会包含n_samples个源的unlensed数据）

• lensed_events_data.npz ：

  lensed_source_samples透镜像1+像2的GW数据(whitened)，共2*n_lens行，包含关键字data_strain, time_array, optimal_SNR

以下序号对应于notebook内单元格

0. 参数设置

所有可以更改的参数均在这个单元设置，其他单元按顺序依次直接运行即可。

0.0 随机种子

设置随机数种子

0.1 源参数

设置单元格1.1中波源参数的采样范围，产生n_samples个GW波源

• n_samples: 总样本个数

• z：波源红移 (建议范围 0 < z_s <= 2)

• d_L：波源光度距离

• m：波源质量（建议范围 10 - 70）

• time：波形到达时间

• 其余参数使用默认即可

0.2 透镜参数

从n_samples个波源中，随机挑选n_lens个，作为被透镜化的GW波源。如果不需要生成透镜化数据，设为0即可。如果需要纯透镜化数据，设为n_samples即可。

这里并未考虑真实物理情景，仅给出了一个真实建模情况下放大率和时延的大致参考范围，也可根据实际需要调整参数上下限以及其分布。

运行此单元格，所有透镜参数（共n_lens组）保存至文件 lens_params.csv

• n_lens: 透镜化样本个数( <=n_samples).

• mu_0：第一个像的放大率( mu_0 > 2 )

• mu_1：第二个像的放大率

• t_d：第二个像与第一个像的到达时间差( t_d > 0 )

0.3 GW波形参数

设置波形的采样频率以及数据时长

• sampling_frequency: 采样频率(建议 >=4096Hz)

• duration: 数据时长(建议 >16s,太短可能无法容纳GW波形。如果实在需要更短的data,可以增大minimum_frequency来缩短GW波形的持续时间，避免报错)

• minimum_frequency: 引力波波形的起始频率(建议20Hz-40HZ)

1. Source generation

1.1 All GW sources

使用bilby内置先验分布对GW参数进行采样，产生n_samples个源。

运行此单元格，保存所有波源参数至文件 source_samples.csv

1.2 Lensed GW index

从n_samples个波源中，随机挑选n_lens个，作为被透镜化的GW波源。

运行此单元格，得到透镜化波源(第一个像)在source_samples中对应的index及参数,并保存index至文件 lensed_index.csv

1.3 All lensed GW source

透镜产生双像，所以n_lens个透镜会产生 2 * n_lens个像，相当于有 2 * n_lens组源的参数和data。

运行此单元格，产生第二个像的源参数（伪源参数，t_2=t_1+t_d，其余参数保持一致）,保存所有透镜化GW源的参数至文件 lensed_source_samples.csv

2. Lensed waveform

透镜化波形（一键运行即可，生成data时需要）。

3. GW data

3.1 All unlensed GW data

直接运行此单元格,得到所有GW事件非透镜化（共n_samples组）的时域数据(whitened)。保存t,data,SNR至文件 All_unlensed_events_data.npz

3.2 Lensed event data

3.2.1 First image data

直接运行此单元格,得到透镜化GW的第一个像的时域数据

3.2.2 Second image data

直接运行此单元格,得到透镜化GW的第二个像的时域数据

3.3.3 All lensed GW data

合并image_1和image_2的data数据（共2 * n_lens组）,保存至文件 lensed_events_data.npz