软件X 14（2021）100680原始软件出版物GstLAL：引力波发现Kipp Cannona，Sarah Caudillb，p，Chiwai Chana，Bryce Broninsc，d，JolienD.E.Creightone，Becca Ewingc，f，Heather Fonga，g，Patrick Godwinc，f，ChadHannac，f，h，d，Shaun Hooperi，Rachael Huxfordc，f，Ryan Mageem，c，f，DuncanMeachere，Cody Messickq，Soichiro Morisakij，Debnandini Mukherjeec，f，Hiroaki Ohtaa，Alexander Pacec，f，Stephen Priviterak，Iris de Ruiterl，b，Surabhi Sachdevc，f，m，Leo Singern，DivyaSinghc，f，Ron Tapiac，d，Leo Tsukadaa，g，Daichi Tsunaa，g，Takuya Tsutsuia，KohUenoa，Aaron Vietse，莱斯利·韦德，玛德琳·韦德aRESCEU，The University of Tokyo，Tokyo，113-0033，JapanbNikhef，Science Park，1098 XG Amsterdam，Netherlands宾夕法尼亚州立大学物理系，University Park，PA 16802，USAd宾夕法尼亚州立大学计算与数据科学研究所，University Park，PA 16802，USALeonard E. 帕克引力、宇宙学和天体物理中心，威斯康星大学密尔沃基分校，密尔沃基，威斯康星州53201，美国f引力与宇宙研究所，宾夕法尼亚州立大学，大学公园，PA 16802，美国g东京大学理学研究生院，东京113-0033，日本宾夕法尼亚州立大学天文学和天体物理学系，University Park，PA 16802，USA西澳大利亚大学Crawley，Western Australia 6009，Australiaj日本千叶县柏市柏之叶5-1-5东京大学宇宙线研究所，邮编277-8582kAlbert-Einstein-Institut，Max-Planck-Institut für Gravitationphysik，D-14476 Potsdam-Golm，Germanyl天文研究所，Anton Pannekoek，阿姆斯特丹大学，科学园904，1098 XH阿姆斯特丹，荷兰mLIGO Laboratory，California Institute of Technology，MS 100-36，Pasadena，CA 91125，USAn天体粒子物理实验室，美国宇航局戈达德太空飞行中心，邮政编码661，格林贝尔特，MD 20771，美国物理系，Hayes Hall，Kenyon College，Gambier，OH 43022，USAp荷兰乌得勒支大学物理系引力和亚原子物理研究所，13584 Utrecht，Utrecht，q德克萨斯大学引力物理中心，Austin，TX 78712，USAar t i cl e i nf o文章历史记录：收到2020年2020年12月4日收到修订版，2021年关键词：引力波中子星黑洞多信使天体物理学a b st ra ctGstLAL库源自Gstreamer和LIGO算法库，支持基于流的引力波数据处理方法。虽然GstLAL主要是为了寻找黑洞和中子星合并的引力波特征，但它也为其他引力波搜索，数据校准和探测器表征工作做出了贡献GstLAL在所有LIGO-Virgo合作探测中发挥了不可或缺的作用，其低延迟配置使数十个紧凑型二元候选者的快速电磁跟踪成为版权所有©2021作者。由爱思唯尔公司出版这是CC BY-NC-ND下的开放获取文章许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。代码元数据当前代码版本1.7.3指向此代码版本所用代码/存储库的永久链接https://github.com/ElsevierSoftwareX/SOFTX_2020_238Code ocean compute capsule N/AGNU通用公共许可证使用git的代码版本控制系统使用Python、C、SQLite的软件代码语言、工具和服务编译要求，操作环境依赖性科学linux 7，python 2.7如果有开发人员文档/手册的链接，请访问https://lscsoft.docs.ligo.org/gstlal/问题支持电子邮件gstlal-discuss@ligo.org通讯作者：LIGO实验室，加州理工学院，MS 100-36，帕萨迪纳，CA 91125，美国。电子邮件地址：rmmagee@caltech.edu（Ryan Magee）。https://doi.org/10.1016/j.softx.2021.1006802352-7110/©2021作者。由爱思唯尔公司出版。这是一篇开放获取的文章，使用CC BY-NC-ND许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表SoftwareX期刊主页：www.elsevier.com/locate/softxKipp Cannon，Sarah Caudill，Chiwai Chan等.软件X 14（2021）10068021. 动机和意义引力波最初由爱因斯坦在1916年预测[1]，作为广义相对论的结果，它将引力描述为由质量和能量引起的空间和时间的弯曲[2]。两个极其巨大的物体绕着彼此运行，例如，黑洞或中子星，动态地扭曲空间，并在宇宙中发出涟漪，可以在地球上观察到。当引力波经过地球时，它们会拉伸和挤压地球周围的空间，其宽度小于一个原子的宽度与地球的直径之比。由于引力波对科学仪器的影响很小，直到最初预测的100年后才被观测到。激光干涉测量的技术进步导致在2015年发现了来自合并双黑洞的引力波[3]。这一分水岭时刻是由高级激光干涉引力波天文台（LIGO）[4]以及LIGO和Virgo合作组织的科学家们实现的。通过引力波的影响和GstLAL框架的目标如图所示。1 .一、[ 4][7][8][10][11][12][13][14][15][16][17][18][ 19]目前正在运行的全球范围内的大型激光干涉引力波观测站网络已经测量了引力波信号。这些探测器提供了一种新的方式来观察我们的宇宙，并使大量的新科学成为可能。先进的LIGO-Virgo观测已经加深了我们对中子星和黑洞等致密天体的理解[8，9]，它们也为基础物理提供了新的测试[10通过紧凑的双星合并探测的强引力区域是广义相对论新测试的实验室，引力波和电磁波的联合观测[14]教会了我们更多关于物质在最极端条件下的行为[15，16]。LIGO和Virgo使科学成为可能依赖于测量干涉仪相对臂长的微小变化，称为应变。由入射引力波引起的扰动表现为激光输出强度的变化。探测器校准旨在通过实时信号处理将输出强度准确映射到臂长的差分变化[17，18]。校准的应变数据包含产生引力波的天体物理系统这些数据的分析由于大量瞬态噪声源的存在而变得复杂探测器表征旨在量化与稳态噪声的偏离，以确定当环境问题严重到不应分析数据或环境传感器（如地震仪）与引力波应变数据之间可能存在耦合时的时间[19，20]。一旦数据经过校准和质量评估，它们就会被一系列检测算法分析，以识别潜在的引力波信号。在许多情况下，原始数据中的信号是所有这三项活动都需要大量的网络基础设施。GstLAL软件框架[21]最初设计用于支持低延迟紧凑二进制搜索，以促进多信使天文学，但自其概念以来，它已发展成为用于产生精确校准应变数据的软件的关键组件[17]，最近它有助于探测器表征效应[22，23]。GstLAL框架目前正在为引力波数据分析的所有这三个关键方面提供关键的网络基础设施。本文将描述如何在引力波搜索中使用GstLAL软件[24，25]，2. 软件描述引力波应变数据量化了当引力波通过时两点之间的距离将如何变化目前的引力波天文台对应变的变化很敏感，可以测量空间的拉 伸 和 压 缩作 为 时 间 的 函 数 。 Advanced LIGO [4] 和Advanced Virgo [5]引力波探测器对10 Hz-8 kHz之间的应变频率最敏感因此，引力波数据的分析与音频数据的分析有着密切的联系。实际上，诸如低通滤波、高通滤波、通道混合和门控的技术同样适用于音频处理和引力波数据处理，这为基于Gstreamer的GstLAL提供了动力[27]。Gstreamer [27]是一个开源、跨平台的多媒体处理框架，旨在执行音频和视频处理图，这些图被组织成三个基本元素：源、过滤器和接收器，由动态加载的插件提供一个有效的Gstreamer图，称为管道，将元素连接在一起，确保每个元素的功能都得到满足。数据在缓冲区中传递，缓冲区存储原始数据的内存位置以及丰富的元数据。管道可用于构建复杂的工作流，并可扩展到数千个元素。GstLAL将标准Gstreamer信号处理元件与定制元件相结合，以分析LIGO应变数据。一个示例Gstreamer图如图所示。二、GstLAL软件于2008年通过探索过滤引力波数据的新技术开始开发[28]。它的名字来源于LIGO算法库1 （LAL）"。 GstLAL开始承担它 的现 代 形式 到2009 年 ， 并已 积 极开 发 为开 源 软 件以 来 。GstLAL目前驻留在LIGO科学合作组织托管的GitLab实例中，网址为https://git.ligo。org/lscsoft/gstlal[21]。GstLAL主要是Python和C语言的混合体，由分布在北美、欧洲、亚洲和澳大利亚的75位作者贡献。master分支目前有超过13，000个提交和250，000行代码。GstLAL是在GPL v2许可下发布的，自2011年以来有44个不同的版本。2012年，专门用于引力波搜索压缩二进制文件的代码被分成了自己的包：GstLAL-Inspiral。从那时起，GstLAL-Inspiral已经有了45个不同的版本。2014年，用于引力波爆发探测的代码被分成了自己的软件包GstLAL-Burst，有九个不同的版本。最后，在2014年，主要用于LIGO 应 变 数 据 校 准 的 代 码 被 分 成 了 自 己 的 软 件 包 GstLAL-Calibration，有60个版本。除了tar-ball版本之外，还为LIGO数据网格参考平台制作了RedHat和Debian兼容包 [30]。目前，具有完整GstLAL/LALSuite软件堆栈的Docker容器使用LIGO容器注册表构建和分发[31]。这些容器构建在基于CentOS的Scientific Linux 7之上，该Linux 7目前作为LIGO数据网格上的参考二进制可执行文件与英特尔在编译器级别进行优化以最好地利用本地计算环境的本地功能的GstLAL软件堆栈的优化版本通常由用户定制构建GstLAL也可通过CondaForge获得[32]。提供示例，并描述GstLAL的历史和影响引力波的发现1https://git.ligo.org/lscsoft/lalsuite。Kipp Cannon，Sarah Caudill，Chiwai Chan等.软件X 14（2021）1006803Fig. 1. 引力波信息图。引力波数据是时间序列，音频数据是噪声占主导地位。GstLAL识别信号一致通过多个引力波探测器测量广义相对论的预测，并评估这些信号来自合并的概率中子星和/或黑洞。图二. 一 个基本的Gstreamer图。数据从源"src”开始，例如，磁盘或网络套接字上的文件，然后通过过滤器元件“过滤器1”，过滤器1将数据，例如，通过执行低通滤波器。第二个数据流从“控制源”开始，过滤器1的输出由门控制器调节状态为门的输出通过“过滤器2”过滤并发送到接收器，该接收器可以是磁盘上的另一个文件或网络套接字2.1. 软件构架在2015年之前，引力波还没有被直接观测到[3]。虽然分析技术已经研究了几十年[33，34]，但在2002-2010年LIGO和Virgo的初始操作期间，引力波数据的特征随着干涉探测器的发展而演变因此，我们的目标是使GstLAL软件模块化，易于适应AdvancedLIGO和Virgo数据的挑战。引 力 波 和 电 磁 信 号 的 联 合 观 测 ， 即 多 信 使 天 文 学 ， 是Advanced LIGO和Advanced Virgo的重要目标[41]。在这种情况下，引力波观测预计将随后用望远镜观测整个电磁频谱，希望捕捉到一个短暂的瞬态光源。快速发现引力波是至关重要的，因为电磁波可能会很快消失。GstLAL旨在为分析师提供极短的解决方案时间，以帮助确保快速观察电磁对应物。GstLAL的主要设计原则是：基于插件：GstLAL中的库提供Gstreamer插件来执行引力波特定的信号处理任务。这些与股票Gstreamer插件混合在一起，以产生引力波分析管道。Kipp Cannon，Sarah Caudill，Chiwai Chan等.软件X 14（2021）1006804→O插件提供元素，这些元素是信号处理工作流的构建块。这些元素可以以多种方式排序，只需最少的编码工作，从而允许快速探索工作和开发新方法。流媒体：Gstreamer的目标是提供超低延迟的信号处理，适用于音频和视频播放和编辑。GstLAL流水线通常与持续时间为100秒的事件驱动：GstLAL分析管道设计为在收集数据时连续运行每个应用程序都运行一个事件循环，该事件循环控制应用程序级别的操作以及给定插件内的设置。这允许在应用程序运行时更改对程序行为的控制。动态程序控制通过嵌入微服务框架Bottle来实现[42]。简单的httpAPI将信息推送到程序，检索信息或改变程序的行为。可扩展：GstLAL框架被设计为使用Gstreamer提供的多线程在单个计算机上扩展到数十个核心，并且利用HTCondor有向无环图（DAG）调度跨计算集群扩展到数千个核心[43]。GstLAL项目目前由五个不同的包组成。(1) gstlal、（2）gstlal-ugly 、 （ 3 ） gstlal-inspiral 、 （ 4 ） gstlal-calibration和（5）gstlal-burst，所有这些都在下面描述。2.2. gstlal包gstlal包包含一组核心插件、函数和应用程序，几乎所有在GstLAL中开发的分析工作流都使用这些插件、函数和应用程序。gstlal包是所有其余包的依赖项，这些包将在后续部分中描述。gstlal软件包提供了Gstreamer元素，用于实时脉冲响应滤波（lal_firbank）、NM 通 道 矩 阵 运 算（lal_matrixmixer）、数据白化（lal_matrixmixer）和数据门控（lal_gate）。gst- lal包还提供了基本的python API，用于在模块pipeparts中构建Gstreamer管道，模块pipeparts中的基本数据访问例程，以及模块simplehandler中用于事件处理的基类。2.3. 丑陋的包装gstlal-ugly软件包是一个用于开发中软件的孵化器软件包。最终，所有gstlal丑陋的软件都被迁移到其他软件包中。2.4. gstlal-inspiral包装gstlal-inspiral包的主要目的是容纳基于GstLAL的紧凑二进制文件搜索[24，25]，它以应用程序gstlal_inspiral为中心。创建基于GstLAL的紧凑型二元管道是为了进行近实时的引力波检测，目的是有朝一日在聚结之前检测电磁亮系统[44，45]。基于GstLAL的紧凑型二进制搜索是一种匹配滤波器搜索，它结合了一组模板波形的有效时域滤波[28，44，46-LIGO和Virgo探测器很容易出现被称为毛刺的非平稳噪声爆发[19]，确定引力波和毛刺之间的差异GstLAL Inspiral实现了一个分类方案，它是假设检验技术与来自机器学习方法的一些元素的混合。分类器是由许多术语组成的近似似然比，其开始作为应用于引力波搜索的朴素贝叶斯分类的自定义实现[53]。在项目的早期，人们意识到两件事是显而易见的。首先，将分类器视为完全依赖于训练集的数据驱动是不切实际的。训练集，充分分类的完整参数空间是太昂贵的生产。第二，必须跟踪一些参数之间的相关性，以便很好地进行分类第一点是通过开发半分析模型来描述部分数据[55]，第二点是通过将多维似然比分解为低维（而不是一维）分布组来解决的[56，57]。基于GstLAL的紧凑二进制搜索有两种模式。第一种是接近实时的“低延迟”模式，在信号到达地球后的几十秒内发现并报告紧凑的二进制文件。第二种是“离线”模式，在批处理作业中有效地处理数据，其中解决方案的时间不如计算效率和再现性那么重要。尽管这两种模式共享了95%的相同代码，但它们的行为和设计非常不同，以解决实时与批处理低延迟模式是一个典型的（1000个）微服务的集合，这些微服务通过使用python Bottle的http、Apache Kafka队列和共享文件系统（适度）彼此异步通信。这些微服务中的每低延迟工作流设计为容错。如果一个作业死亡，另一个会重新启动以取代它。由于信息是异步交换的，并且不能保证作业成功，因此这种模式下的行为是不确定的。相反，离线模式具有完全确定性的执行，可以复制到浮点精度。通过使用HTCondor将每个作业组织在有向无环图（DAG）中来施加确定性2.5. 脉冲串封装基于GstLAL的burst包是一个实用程序的集合，旨在搜索引力波源，而不是紧凑型双星以及非天体物理噪声瞬变。最近的发展之一是一条寻找余弦弦的管道，余弦弦是被认为在早期宇宙中形成的假设物体。该流水线使用基于时域流的信号处理算法，以及使用特定于搜索的参数的分类方案。所使用的算法大多与gstlal-inspiral包相同，但由于匹配滤波所需的模板数量较少而简化。此外，gstlal-burst提供实用程序，通过基于流的噪声采集和提取或SNAX工具包[58]，近实时（O（5s））地从非高斯噪声瞬态中识别和提取特征。SNAX工具包还利用时域信号处理，但替代地利用正弦-高斯基础来识别应变和辅助数据中的许多类型的非高斯噪声它的主要数据产品是多元时间序列数据，包含了先验特征，包括信噪比和相位信息以及感兴趣的波形参数。Kipp Cannon，Sarah Caudill，Chiwai Chan等.软件X 14（2021）10068052.6. 标准校准程序包gstlal校准包包含用于校准LIGO应变数据的独特软件。gstlal校准软件包中的软件生成用于所有后续分析的官方LIGO应变数据产品 LIGO应变数据的校准涉及标准信号处理和数字滤波技术，以便从探测器的数字读数中导出LIGO探测器中观察到的 差 分 臂 运 动 [ 17 ， 59 ， 60 ] 。 校 准 管 道 gst-lal_compute_strain使用的许多信号处理和数字滤波插件都位于gstlal或gstlal-ugly包中。与gstlal-ugly中的所有其他代码一样，gstlal-ugly中当前用于校准的相关代码片段最终将被迁移到gstlal或gstlal-calibration中，如果认为合适的话。 一些校准过程特有的插件以及校准特定的python API都包含在gstlal-calibration包中。与基于GstLAL的紧凑二进制管道非常相似，LIGO校准流水线被构建为在两种模式下操作：“低等待时间”模式和“离线”模式。低延迟LIGO校准管道在物理上位于两个LIGO探测器站点（华盛顿州汉福德的LIGO汉福德和洛杉矶利文斯顿的LIGO利文斯顿）的硬件上运行。该流水线产生校准的LIGO数据和逐位状态向量，该状态向量指示在各个检测器站点处的每个检测器的O（5s）内的校准数据的保真度。低延迟校准过程涉及使用在LIGO前端计算机中执行的数字滤波的组合，该前端计算机直接连接到LIGO探测器并采用CDS实时代码生成器（RCG）核心软件[61]，以及由在位于LIGO探测器站点的非前端硬件上运行的GstLAL校准软件执行的进一步数字滤波和处理。这个两步过程利用前端计算系统对安装的检测器过滤器和模型的访问以及GstLAL软件包中包含的高级基于流的过滤技术[17]。通常需要在初始低延迟数据校准之后重新校准应变数据，以便基于更复杂的建模来提高校准精度，或者消除低延迟校准应变 数 据 中 存 在 的 系 统 误 差 [17 ， 62 ， 63] 。 使 用gstlal_compute_strain流水线的离线模式执行LIGO数据的重新校准。 在此模式下，整个校准过程由GstLAL软件包中的软件执行。使用HTCon- dor在批处理作业中处理离线校准数据，以优化计算效率，并可完全重现至浮点精度。所有来自LIGO应变数据的分析都使用由低延迟GstLAL校准管道或离线GstLAL校准管道产生的校准数据。3. 说明性实例3.1. 使用GstLAL的下面的示例在新实例化的Cen- tOS 7 64位虚拟机上运行，并通过执行以下操作安装了miniconda [64]：123456要验证它是否有效，请尝试：123456接下来，我们将尝试一个非常简单的Gstreamer管道，它使用两 个 GstLAL 元 素 ： lal_peak 和 lal_nxydump ， 以 及 其 他Gstreamer元素来构建一个管道，该管道生成10 Hz高斯白噪声，每秒找到峰值样本，并将结果作为ASCII文本流到终端屏幕使用Gstreamer工具gst-launch[65]可以在没有任何代码的情况下构建这样的简单管道12第一个元素audiotestsrc是一个Gstreamer元素，可以提供许多测试信号。wave=9属性将其设置为单位方差白噪声。第二个元素capsfilter指定我们希望输出的格式是采样率为10 Hz的浮点音频数据。接下来，lal_peak是第一个GstLAL元素。在该示例中 ， 其 被 配 置 为 每 10 个 采 样 点 找 到 信 号 的 最 大 绝 对 值 。lal_nxydump是第二个GstLAL元素，它将时间序列数据转换为两列ASCII文本。最后，filesink将ASCII输出转储到标准输出。您应该会看到以下输出（由于数据是随机的，所以会有一些变化1234567891011121314151617您可以看到在第13行的10个采样间隔其他值设置为0。GST-启动是用于快速测试简单流水线或调试的有用工具，然而它不适合于编写具有许多元素的大型应用程序或其中程序控制动态地暴露给用户的情况。对于构建应用程序，GstLAL依赖于Gstreamer的Python绑定，并添加了大量用Python编写的引力波特定应用程序代码。下面是以GstLAL应用程序的风格编写的管道示例1234#boilerplateGstreamerimportsimportgi吉岛require_version（' G s twgethttps：//repo. anaconda.com/miniconda/Miniconda3-latest-Linux-x86-64. ShbashMiniconda3-latest-Linux-x86-64.shcondacreate-nmyenvpythomn =2. 7condaactivatemyenvcondainstal-cconda-forggstal-$gst-launch-1。0audiotetsrcwave=9！capsfiltercaps=audio/x-raw，rate =10！lal_peakn=10！lal_nxydump！菲莱辛克location =/dev/stdout|head-n15SettingpipepelinetoPAUSED.. .PPPEROLLING.. .PPPER OLLED.. . SETTINGPIPPELINETOPLAYING.. .新关闭：GstSystemClock 0。00000000000的情况。100000000 00的情况。200000000 00的情况。300000000 00的情况。400000000 00的情况。500000000 00的情况。6000000000. 95523328$gst-inspect-1。0 gstlalinspiral|head-n4PluginDetails：NamegstlalinspiralLIGOALGRithm的详细说明LIBRARY我们将继续努力， elements文件<名您将在文件夹上填写>/lib/g数据表-1。0/libgstgstlalinspiral. So$gst-launch-1。0audiotetsrcwave=9！capsfiltercaps=audio/x-raw，rate =10！lal_peakn=10！lal_nxydump！菲莱辛克location =/dev/stdoutKipp Cannon，Sarah Caudill，Chiwai Chan等.软件X 14（2021）1006806∼O∼⊙O567891011121314151617181920212223242526我们发现，使用Python程序化地构建Gstreamer图，我们可以构建包含数万个不同元素的巨大管道。 这方面的一个主要例子是我们的主力信号处理管道，用于发现紧凑的二进制合并，如下一节所述3.2. 紧凑二分搜索Makefile.softwarex_test提供了一个离线引力波分析中涉及的一般工作流程的示例，它主要依赖于gstlal和gstlal-inspiral包。GstLAL的miniconda安装将在30分钟内在一台机器上运行此示例。另一方面，分析来自三个高级干涉仪的数据的生产级紧凑二进制搜索在分布在具有优化软件构建的（1000）个核心计算集群上时需要1周。测试Makefile是完全独立的;目标和依赖关系以及其中的简短注释描述了工作流。虽然本测试中呈现的结构本质上是线性的，但对紧凑二进制文件的全规模搜索是高度并行化的，以利用DAG调度。运行此测试分析所需的命令如下所示123454. 影响GstLAL在引力波探测的历史中发挥了不可或缺的作用，并从S5开始参与引力波搜索[66]。GstLAL是专为近实时应用而设计的，但在GW 150914的时候，低延迟管道只搜索电磁双星中子星和中子星-黑洞双星在其低延迟配置中，它的质量为100M，并且它成为第一个使用基于广义相对论的波形的匹配滤波器管道，以通过发现GW151226[67]对紧凑二进制进行近实时检测。Advanced LIGO第一次和第二次观测运行之间的开发工作这些努力在2017年8月得到了回报，GstLAL进行了第一次三探测器低延迟观测[68]，更值得注意的是，这是第一个（也是迄今为止唯一的）引力波探测管道，以低延迟观测双星中子星合并[69，70]。虽然 Advanced LIGO 干 涉 仪 和 Advanced Virgo 干 涉 仪 在 GW170817的时候都在运行，但它最初是在一个干涉仪中观察到这标志着引力波的第一个单探测器观测，候选者的自主识别使LIGO-Virgo合作中的候选者能够快速离线跟踪AdvancedLIGO和Advanced Virgo的第三次观测运行（O3）标志着开放公共警报（OPA）的开始。第一次，每月误报率低于1的候选人2在案发时被公之于众虽然第一个公共警报是由合作发布的[72]，但对双黑洞候选者S190408an的识别[73]标志着自动公共警报时代的成功开始。起初，只有出现在两个或更多检测器中的候选者才被批准自动发布，但GW 170817已经证明了单检测器搜索的重要性事实上，在第三次观察运行的两周内，GstLAL是近实时检测GW190425的唯一管道[69，74]，进一步强调了单检测器搜索的必要性。在观测运行两个月后，GstLAL成为唯一一个被批准释放单一探测器候选者作为OPA的管道。这是一个高风险，高回报的努力。匹配滤波器搜索传统上能够通过要求干涉仪之间的一致性来抑制背景;单个检测器候选者不能从这种效应中受益，因此更容易受到短持续时间噪声瞬变的影响。不幸的是，这导致了整个O3的（10）次撤回，因为GstLAL团队致力于减轻单个探测器中噪声瞬变影响的方法。在观测运行的后半部分结束时，管道调整降低了回撤率特别是，我们发现使用更严格的信号模型和线性h（t）门控方案[24，25]有助于避免虚假候选。GstLAL为LIGO-Virgo科学合作组织发表的所有引力波发现做出了贡献[3，8，67，74亚太阳质量对恒星演化的传统模型提出了问题，GstLAL直接促进了对这两种模型的研究[84，85]。虽然这些搜索尚未产生任何探测结果，但零结果已经能够对此类物体的丰度进行严格限制，并且还提供了迄今为止对暗物质的原始黑洞模型的最严格限制。5. 结论GstLAL库对引力波天体物理学的进展产生了重大影响，不仅通过紧凑的二进制搜索，而且通过对探测器校准和表征工作的贡献。基于低延迟GstLAL的螺旋管道有助于首次发现引力波的多信使，并致力于引导使用地基干涉仪进行更显着的观测然而，GstLAL是两个匹配滤波器管道之一用于分析存档数据并验证事件[3]。2015年底，GstLAL管道被批准包括BBH，2在应用试验因子以说明同时运行的搜索的数量之后。弗罗姆吉岛repositoryImportGObject，GstGObject。threads_init（）GST。init（ None）#Gstlal 我是宝特fromgstlalimport 数据来自RomgstlalimportPipepartsfromgstlalimportsimplehandler#inializeaneventloop，apipelineanddaneventhandlermainlop=GObject. MainLoop（）pipeline=Gst. Pipeline（“softwarex_demo“）handler=simplehandler。H&ndler（ mainloop，（pipeline）src=pipparts。mkaudiotestrc（pipeline，wave =9）src=pipparts。mkcapsfilter（pipeline，src，caps=“audio/x-raw，rate =10“）src=pipparts。mkpeak（pipeline，src，n=10）src=pipparts。mknxydummpsink（pipeline，src我是一个loop。run（）mkdirworkflow-testcdworkflow-testexprt LAL_PATH=${COND A_PREFIX}GSTLAL_FIR_WHITEN =0TMPDIR=/tmpwgethttps：//dcc. 利戈乌org/public /0168/P2000195/004/Makefile. softwarex_test我是一个文件。softwarex_testKipp Cannon，Sarah Caudill，Chiwai Chan等.软件X 14（2021）1006807竞合利益作者声明，他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，可能会影响本文报告的工作致谢这项工作的资金由美国国家科学基金会通过以下奖项提供：PHY-1454389，OAC-1642391，PHY-1700765，OAC-1841480，PHY-1607178和PHY-1847350。该项目由Charles E.匹兹堡基金会考夫曼基金会，美国。这项研究的计算是在宾夕法尼亚州立大学的计算和数据科学研究所高级网络基础设施（ICDS-ACI）和虚拟机托管上进行的。我们感谢威斯康星大学密尔沃基分校的伦纳德·帕克引力、宇宙学和天体物理学中心提供的计算资源。计算支持由LIGO实验室通过美国国家科学基金会资助PHY-1764464提供。GstLAL依赖于许多其他开源软件库;我们非常感谢NumPy [86]，SciPy [87]，PyGTK [88]，PyGST [89]的开发和支持Bottle [42] 、 Kafka [90] 、 Fftw3F [91] 、 Intel MKL [92] 、 GLib2[93]、GNU Scientific Library [94]和GWpy [95]。作者非常感谢美国LIGO-Virgo-Kagra合作组织在GstLAL库开发的各个阶段提供的支持 、 审 查 和 有 价 值 的 批 评 。 我 们 特 别 感 谢 Compact BinaryCoalescence工作组内部的合作。引用[1] 爱 因 斯 坦 引 力 场 方 程 的 近 似 积 分 。 Sitzungsber Preuss Akad Wiss Berlin（Math Phys）1916;1916：688-96.[2] 爱因斯坦引力场方程。Sitzungsber Preuss Akad WissBerlin（Math Phys）1915;1915：844-7.[3] Abbott BP等人，观测来自双黑洞合并的引力波。Phys Rev Lett 2016;116（ 6 ） ： 061102 。 http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.061102 ，arXiv：1602.03837。[4] Aasi J等人，LIGO科学合作先进的LIGO。经典量子引力2015;32：074001.http://dx.doi.org/10.1088/0264-9381/32/7/074001，arXiv：1411.4547。[5] Acernese F，et al.，先进的处女座：第二代干涉引力波探测器。经典量子引力2015;32（2）：024001.http://dx.doi.org/10.1088/0264-9381/32/2/024001，arXiv：1408.3978。[6] Somiya K，KAGRA合作组织。KAGRA的探测器配置：日本低温引力波探测器。 在：汉南M，Sutton P，Hild S，van den Broeck C，编辑. 经典量子引力ity2012;29：124007.http://dx.doi.org/10.1088/0264-9381/29/12/124007，arXiv：1111.7185。[7] Aso Y，Michimura Y，Somiya K，Ando M，Miyakawa O，Sekiguchi T，et例如，KAGRA合作干涉仪设计的KAGRA引力波探测器。Phys Rev D2013;88 （ 4 ） ： 043007 。 http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevD.88.043007 ，arXiv：1306.6747。[8] Abbott BP等人，LIGO Scientific Virgo Collaboration GWTC-1：LIGO和virgo在第一次和第二次观测运行期间观测到的紧凑双星合并的引力波瞬态目录。物理学修订版X2019;9（3）：031040。http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevX.9.031040，arXiv：1811.12907。[9] Abbott BP等人，LIGO科学处女座合作从先进的LIGO和先进的处女座的第一次 和 第二 次 观 测运 行 推 断出 的 二 元 黑洞 人 口 属性 。 Astrophys J 2019;882（2）：L24。网址：//dx.doi.org/10
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