MOSS LANDENING通过MATLAB和仪器控制工具箱验证海洋颜色数据

挑战

开发可靠的监控和校准船用光学仪器的过程

解决方案

使用MATLAB和仪器控制工具箱来控制仪器并收集和处理数据

结果

  • 单一环境进行数据分析和收购
  • 简化数据集合
  • 数据采集​​的适应性程序

“仪器控制工具箱为我们解决了许多一般数据采集问题。”

威廉布罗诺克博士,莫斯登陆海军野生国家实验室
夏威夷的苔藓着陆海洋光学浮体。

1990年代末,美国宇航局推出了两颗海洋彩色卫星。这些卫星测量光线反射出海洋,提供数据以检测全球变暖,生物食物链中的违规行为以及其他环境问题。

由于卫星随着时间的推移而降低,因此必须连续检查其输出以获得精度。为此,国家海洋和大气管理局(NOAA)启动了一个程序,该计划在海洋光学系统(MOS)中使用辐射仪进行验证卫星的数据。这些辐射仪测量在几个深度中反射海水的光的颜色。MOSS登陆海洋实验室的研究人员由NOAA和NASA资助,然后将海洋颜色数据与卫星从卫星带上相关联。

苔藓着陆使用matlab®和仪器控制工具箱™收集和分析其数据并校准MOS仪器。

挑战

NOAA-NASA项目要求MOS仪器等于或超过卫星传感器的精度。为满足这一要求,MOSS登陆必须定期监控仪器的产出和性能。

苔藓着陆研究人员使用两种MOS乐器。首先部署在夏威夷兰岛夏威夷岛附近的海洋光学浮标(Moby)内部署。第二个安装了船上的研究船,旅行太平洋,获得了更广泛的海洋颜色特征的采样。

每个仪器带来不同的数据质量控制挑战。因为摩西不断地暴露在海水中,浮标和其船上乐器都容易降解。操作船上MOS的研究人员必须收集数据,而船舶在八英尺的波浪中运行,导致地下灯场中的折射,导致噪音测量。

在项目开始时,MOSS登陆在旧VAX​​工作站上使用C程序来运行MOS仪器。这个解决方案是“一点点闷动”,莫斯兰博士博士莫斯登陆项目负责人:“我们无法访问VAX上的命令行界面,因此一切都必须通过一个程序。”此外,vax机器沉重,繁琐。研究人员需要更灵活和便携的解决方案。

解决方案

MOSS LANDENING使用MATLAB和仪器控制工具箱来控制笔记本电脑的MOS仪器。

MOS仪器在第四种操作系统上运行。Broenkow和Programmer Mike Feinholz基于仪器控制工具箱写了一个功能库,将命令发送到MOS仪器发送和接收数据。MOS内的TT7微型计算机解释了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行端口发送,它们被数字化,转换为科学单位,并发送到MATLAB以进行处理和分析。

Moss Landing也使用Matlab和仪器控制工具箱来处理海上嘈杂数据的问题。为了确保准确的结果,海洋记录器频繁测量和平均波噪声。

Moss Landing开发了一种简化数据收集的GUI。从安装在船上的传感器和来自MOS上的光收集器的传感器测量表面辐照度。对于每个收集器,它们采用两个暗扫描和五个光扫描,并使用他们开发的Matlab界面中的下拉菜单和可编辑的文本框选择扫描参数。然后,它们使用MATLAB功能平均出版波噪声,执行校准校正,并绘制最终数据。

能够在与用于查看,过程和分析数据相同的环境中进行仪器控制功能,这些功能提供了大量的灵活性,Broenkow说:“如果需要更改传入数据的参数,我们可以在现场输入命令,而不涉及从一台计算机到另一台计算机的进程延迟。“

结果

  • 单一环境进行数据分析和收购。在同一环境中具有仪器控件和数据分析功能,可以更快地访问数据。使用仪器控制工具箱收集数据后,它可以立即在MATLAB中处理。

  • 简化数据集合。使用MATLAB,研究人员可以自动运行复杂的测量集。“使用串行和GPIB对象允许我们的程序员将他的文件I / O知识应用于仪器控制和数据采集,”Broenkow说。“由于他已经了解了Matlab面向对象的图形编程,因此他拥有使用仪器控制工具箱所需的所有技能。”

  • 数据采集​​的适应性程序。MOS校准需要使用非常稳定的光源进行严格的工作。“使用仪器控制工具箱功能,让我自由快速更改数据采集过程,只需通过更改Matlab命令行的函数调用,”Feinholz说。

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