用MATLAB和仪表控制工具箱验证海洋颜色数据

NOAA-NASA项目要求MOS仪器达到或超过卫星传感器的精度。为了满足这一要求，Moss Landing必须定期监控仪器的输出和性能。

Moss Landing研究人员使用了两种MOS仪器。第一种部署在夏威夷拉奈岛附近的海洋光学浮标(MOBY)中。第二个安装在太平洋上的研究船上，以获得更广泛的海洋颜色特征样本。

每种仪器带来不同的数据质量控制挑战。由于MOBY不断暴露在海水中，浮标及其船上仪器都容易损坏。操作舰载MOS的研究人员必须在船在8英尺高的海浪中工作时收集数据，这种海浪会在地下光场中引起折射，导致测量结果有噪声。

在项目开始时，Moss Landing在一台旧的VAX工作站上使用C程序来操作两种MOS仪器。Moss Landing项目负责人William Broenkow博士回忆说，这种解决方案“有点令人窒息”:“我们无法在VAX上使用命令行界面，所以所有事情都必须通过一个程序进行。”此外，VAX机器又重又笨重。研究人员需要一种更灵活、更便携的解决方案。

Moss Landing使用MATLAB和仪器控制工具箱从笔记本电脑控制MOS仪器。

MOS仪器运行在Forth操作系统上。Broenkow和程序员Mike Feinholz基于仪器控制工具箱编写了一个函数库，向MOS仪器发送命令以发送和接收数据。MOS内部的TT7微型计算机解释这些功能并启动数据收集。模拟/数字传感器输出和光谱数据通过串口发回，在那里它们被数字化，转换为科学单位，并发送到MATLAB进行处理和分析。

Moss Landing还使用MATLAB和仪表控制工具箱来处理海上数据噪声问题。为了确保准确的结果，海洋学家经常进行测量，并将波浪噪声平均出来。

Moss Landing开发了一个图形用户界面来简化数据收集。表面辐照度由安装在船上的传感器和MOS上的光收集器测量。对于每个收集器，他们进行两次暗扫描和五次光扫描，并使用下拉菜单和他们开发的MATLAB界面中的可编辑文本框选择扫描参数。然后，他们使用MATLAB函数来平均波噪声，进行校正，并绘制最终数据。

能够在用于查看、处理和分析数据的相同环境中执行仪器控制功能提供了极大的灵活性，Broenkow说:“如果需要更改传入数据的参数，我们可以当场输入命令，而不会涉及从一台计算机到另一台计算机的处理延迟。”