校正と物理単位#
周波数依存の校正伝達関数の適用、物理次元・単位の整合性検証、および逆演算や周波数グリッド不一致の誤用を防ぐための技術解説です。
解析パス#
コアチュートリアル：Astropy の物理単位契約と防御的例外ガードを強制しながら、周波数応答 \(C(f)\) [count / m] を複素スペクトルやスペクトル密度へ適用します。
ケーススタディ：スウェプト/ステップ正弦波加振によるエンドツーエンドの応答解析、コヒーレンス追跡、およびアクチュエータ伝達関数フィッティング。
ケーススタディ：LIGO Diagnostic Test Tool (DTT) XML ファイルから事前測定された校正伝達関数プロダクトを直接読み込んで再利用します。
ケーススタディ：広範な自動健全性チェック、次元完全性監査、およびGWexpyコンテナ間の整合性検証。
役割分担とスコープ#
リソース |
主なスコープ |
典型的な用途 |
主要な焦点 |
|---|---|---|---|
校正単位契約 (チュートリアル) |
インメモリ系列の校正 |
日常のスクリプト解析 |
単位安全性、逆方向ガード、グリッド不一致エラー |
校正パイプライン (ケーススタディ) |
実験的測定 |
ハードウェアコミッショニング |
スウェプト正弦波解析、アクチュエータ校正、伝達関数モデル化 |
DTT XML 校正 (ケーススタディ) |
ファイルI/O・レガシー相互運用 |
コミッショニングデータの再利用 |
XML伝達関数をGWexpyコンテナへパース |
物理妥当性検証 (ケーススタディ) |
コンテナテストスイート |
品質保証 |
広範な物理不変量のアサーション |
主要な数学的規約#
結合応答: 物理単位 \(\text{ct}/\text{m}\) を持つ結合応答関数 \(C(f) = Y_{\text{count}}(f) / X_{\text{m}}(f)\)。
複素スペクトル校正: 物理変位（メートル）を復元する \(X(f) = Y(f) / C(f)\)。
振幅スペクトル密度（ASD）: 単位 \(\text{m}/\sqrt{\text{Hz}}\) を持つ振幅スペクトル密度 \(A_x(f) = A_y(f) / |C(f)|\)。
パワースペクトル密度（PSD）: 単位 \(\text{m}^2/\text{Hz}\) を持つパワースペクトル密度 \(P_x(f) = P_y(f) / |C(f)|^2\)。
ひずみ感度: 検出器アーム長 \(L\) に対するひずみ感度スペクトル \(h(f) = X(f) / L\)。