摘要：在2025年美国陆军年会和博览会（AUSA2025）上，通用原子公司电磁系统分部（GA-EMS）展出了“围栏桩”（Fencepost）声学监视系统，该系统是一款设计定位清晰、特色鲜明的侦察装备，可作为补充节点，弥补雷达和光电系统的探测盲区，具有一定的战术价值。本文将对该系统进行介绍。
关键词：“围栏桩”声学监视系统，通用原子公司电磁系统分部
（图片来源于通用原子电磁系统公司官网，如有侵权请联系删除）
在2025年美国陆军年会和博览会上，通用原子公司电磁系统分部展示了一款名为“围栏桩”的声学监视系统。该系统曾于今年8月参加了“2025年度技术成熟度试验”（T-REX25）演习，并在演习过程中成功验证了其对1至3类无人机系统和旋翼飞机的探测与跟踪能力，展现了其在现代战场条件下提供持续被动态势感知的价值。
“围栏桩”声学监视系统主要由上下两部分组成，分别是上部的主体结构以及下部的三脚架。其主体采用圆柱形设计，尺寸小巧，结构紧凑，主体底部四周布置有4个声学传感器，外部包裹黑色防风/降噪海绵罩，旨在实现全向声音采集功能；主体下部为黑色硬质外壳，并印有“GENERAL ATOMICS ELECTROMAGNETICS”标识，外壳上设置有多条纵向缝隙，有利于提升外壳结构强度，帮助声音穿透，并加快系统散热；主体上部覆盖橄榄绿色防护层，该防护层可能采用声学透波材料（比如特种泡沫），有助于声音保真并减少自身振动对声音采集的干扰；主体顶部安装有一个金属材质的防护封盖，并可能配备有风速风向传感器和无线通信设备，以帮助减少风噪干扰，同时实现多系统联网部署。
该系统主体结构内部可能安装有声学传感器模块、辅助环境传感器模块、数据处理模块、数据传输模块和供电模块，以便为其声音采集、检测算法运行、联网部署等功能提供支持。
（图片来源于通用原子电磁系统公司官网，如有侵权请联系删除）
该系统下部的三脚架与Induro Baby Grand三脚架的外形十分相似，鉴于美国对此类外观设计往往都会授予设计专利，推测两者很可能是同一款产品。该三脚架是一款紧凑型可调节碳纤维三脚架，采用2节脚管设计，搭配镁合金旋锁调节结构，全重1.72千克（3.8磅），最大工作高度为27.94厘米（11英寸），最小工作高度仅8厘米（3.2英寸）。该三脚架有75毫米和100毫米两种不同的球碗直径规格，型号分别为GIHH75CP和GIHH100CP，两种规格的三脚架除球碗直径和最大承载重量有所差异（球碗直径7.5厘米可承受74公斤/球碗直径10厘米可承受110公斤）以外，其他性能参数基本相同。
Induro Baby Grand GIHH75CP三脚架 （图片来源于网络，如有侵权请联系删除）
性能特点
“据通用原子公司电磁系统分部发布的消息，“围栏桩”声学监视系统可在复杂环境中探测和跟踪1至3类无人机，并支持可扩展部署，能够根据任务需求灵活配置部署节点位置，形成定制化的预警覆盖范围。其具备100—4000赫兹的宽频信号处理能力，对3类无人机目标的最远探测距离可达5至7公里。“围栏桩”声学监视系统的核心技术包括能够有效减少误报的连续检测算法、基于声波到达方向（DoA）的定向跟踪能力、自适应噪声抑制能力（固定声源），以及基于特征向量提取的先进信号分类技术。该系统未来还计划集成人工智能系统以进一步提升其目标识别能力。
“围栏桩”声学监视系统还具备“即插即用”的较高系统兼容性，可与美军现役的战术辅助决策系统适配。该系统低成本、低特征信号的设计使其特别适用于远征作战和快速反应任务，可有效支持多域作战和分层防御战略，能够弥补雷达和光电探测系统的探测盲区，为应对当前紧急和新兴威胁提供有效的被动探测手段。
美国国防部对无人机的分类 （图片来源于战区网站，如有侵权请联系删除）
“围栏桩”声学监视系统小巧的外形和丰富的单系统功能使其在现代战场中具有一定的战术价值。与已经在俄乌冲突中广泛应用的Zvook声学探测系统相比，“围栏桩”声学监视系统的性能优势较为显著。
首先，“围栏桩”声学监视系统一体化、小型化、轻量化的设计使其便于在野战复杂环境或城市战错综复杂的地形内移动和部署，具备高度的灵活性与环境适应性。相比之下，Zvook声学探测系统由多个设备组成，各个设备的连接还需要特定的连接线，其声学传感器还需安装在一定高度的支撑架或建筑物上，这就使得其系统的移动和部署面临众多挑战，整体灵活性和适应性较低。
其次，“围栏桩”声学监视系统在无人机探测距离方面也具有一定优势。“围栏桩”声学监视系统对3类无人机的探测距离达到5至7公里，能够更早地发现和跟踪无人机目标，为反无人机作战提供更大的拦截窗口。相比之下，俄乌冲突中应用的声学探测系统对小型无人机的探测距离大多在几百米左右，较为突出的Zvook声学探测系统对无人机的探测范围约为5公里，对巡航导弹的探测范围约为7公里。
Zvook声学探测系统 （图片来源于网站，如有侵权请联系删除）
最后，“围栏桩”声学监视系统能够较为快速地应对新型无人机威胁。该系统综合运用连续检测算法、声波定向跟踪、自适应噪声抑制及先进信号分类能力，构建了较为完善的探测和识别体系，并且具备100—4000赫兹的宽频信号处理能力，该频率几乎覆盖绝大多数消费级和轻型多旋翼无人机的声学特征频率。这使得其能够探测、识别和跟踪1至3类无人机，并可能可以快速适应新出现的此类无人机的声学特征。而诸如Zvook声学探测系统这样的乌军无人机声学探测系统主要依赖人工智能模型进行声音识别，目前的人工智能模型仍然较为依赖训练数据，自适应能力较为有限，可能无法迅速识别战场中新出现的声学特征。
老瓶装新酒
雷值得注意的是，“围栏桩”声学监视系统并非通用原子公司电磁系统分部新研制的一款声学探测装备，其首次出现可能可以追溯到2017年8月8日到10日在美国阿拉巴马州亨茨维尔举行的2017年度太空和导弹防御研讨会（Space and Missile Defense Symposium 2017）。
根据Aviation Week网站于2017年8月10日发布的消息，通用原子公司电磁系统分部在2017年度太空和导弹防御研讨会上展出了经过改进的“围栏桩”声学监视系统，改进后的系统能够探测并定位小型旋翼无人机。该设备最初可能是为了对低空飞行的来袭飞机、巡航导弹和大型螺旋桨无人机进行预警而开发的。
2017年太空和导弹防御研讨会上的“围栏桩”声学监视系统 （图片来源Aviation Week网站，如有侵权请联系删除）
在此之后，“围栏桩”声学监视系统于2017年12月参加了美国陆军火力卓越中心举行的2017年度“机动火力综合试验”（MFIX），并成功进行了演示，其在反无人机作战方面的能力得到验证。
2018年3月8日，通用原子公司电磁系统分部发布了一条关于上述试验的新闻。在这则新闻中，时任通用原子公司电磁系统分部监视和传感器系统业务负责人汉克·莱纳特（Hank Rinehart）称，在演示过程中，相关工作人员部署了6台“围栏桩”声学监视系统，这6台系统组成了一个网络，构建了一个被动监视区域，实现了对靶场上空小型无人机目标的有效探测和跟踪。此外，“围栏桩”声学监视系统还与美国陆军“机动航空和火力综合应用”（MAFIA）系统进行了整合，并在该系统中显示和更新了小型无人机目标飞行轨迹。
通用原子公司电磁系统分部在新闻中还表示，“围栏桩”声学监视系统可实现目标跟踪、数据收集、数据可视化等功能，其中包括早期预警（能够提供目标方位角）、多目标同时检测和跟踪以及目标的3D跟踪。该系统还可以与其他传感器进行联网部署，具备在野战环境和城市战环境中运行的能力，能够覆盖较为广阔的区域。该系统捕获的数据可以集成到现有的指挥控制软件程序中，可以提供情报、监视和侦察（ISR）、作战行动、决策辅助等方面的支持。
与老版本的系统相比，近期出现的“围栏桩”声学监视系统可能略有不同。从外形结构的角度来看，近期出现的“围栏桩”声学监视系统比2017年展出的系统少了顶部的金属提手，其他外形结构基本一致。其内部组件的具体安装和改动情况目前尚无法确定，但考虑近年来技术进步，声学信号处理能力可能会有显著增强。
从系统整体性能角度来看，目前“围栏桩”声学监视系统的一些基础能力在8年前就已基本实现。例如，2017年的“围栏桩”声学监视系统就能够实施联网部署，对多个目标进行3D跟踪，并接入美军当时的指挥控制软件，这与目前该系统可扩展部署，灵活配置节点位置，具备定向跟踪能力，且可与美军现役的战术辅助决策系统适配的性能表述基本一致。
而100—4000赫兹的宽频信号处理能力、有效减少误报的连续检测算法、基于声波到达方向（DoA）的定向跟踪能力、自适应噪声抑制功能以及基于特征向量提取的先进信号分类等有关无人机识别和跟踪的新功能可能是“围栏桩”声学监视系统近年来的改进方向或实际优化领域。
总结
通用原子公司电磁系统分部研制的“围栏桩”声学监视系统确实有其优势和独到之处。该系统的多种功能完全涵盖了从声学信号采集、初步处理、特征提取到特征识别、特征分类、声源定位的声学探测全流程，这使其能够独立完成大多数的无人机声学探测工作，并输出无人机目标的大致定位信息；其100—4000赫兹的宽频信号处理能力几乎覆盖绝大多数消费级和轻型多旋翼无人机声学特征的主体和最具辨识度的部分，非常适合低空无人机探测、预警等应用场景。
然而，该系统可能也存在一些问题。首先，其100—4000赫兹的宽频信号处理能力可能只是刚好满足基本的无人机探测需求和粗略分类需求（如区分四旋翼与六旋翼）。目前，大多数无人机声学探测系统主要通过无人机桨叶噪声和电机噪声对无人机进行识别，其中桨叶噪声的频率可分为基频和谐波，电机噪声频率可分为电磁噪声频率和电机噪声频率。桨叶噪声的基频和谐波大多集中于中低频范围，但有部分无人机桨叶噪声谐波可能超过4000赫兹；电机的电磁噪声频率集中在中低频范围，但电机噪声频率集中于高频，并且可能超过4000赫兹。因此，“围栏桩”声学监视系统信号处理能力未完全覆盖所有的无人机噪声频率，这可能会对其更为精细化的无人机型号识别产生一定程度的削弱。
其次，该系统对3类无人机5至7公里的较远距离探测能力可能需要特定的环境条件和目标特征才能实现。声学探测系统所应用的探测原理面临固有的局限性，其有效性高度依赖环境声学条件和目标特征，强风、大雨、复杂地形遮挡、背景噪声（如城市环境、战场炮火）、非固定噪声源或者目标的声学优化设计都可能显著缩短其有效探测距离或增加虚警概率。尽管“围栏桩”声学监视系统具备自适应噪声抑制、基于特征向量提取的先进信号分类等功能，但在极端嘈杂且瞬息万变的战场环境中，其性能的实现和能力的维持仍有待实战验证。
最后，虽然通用原子公司电磁系统分部声称“围栏桩”声学监视系统具备低成本的特点，但是单套成本的低廉可能并不意味着规模化联网部署的综合成本也十分低廉。“围栏桩”声学监视系统的规模化联网可能还涉及规模化布设、供电、通信、维护、数据集成、数据储存等其他费用，这些费用可能会显著影响其整体成本和效费比，并限制其部署规模，进而阻碍其规模化探测能力的实现。
总体而言，“围栏桩”声学监视系统是一款设计定位清晰、特色鲜明的侦察装备。其未来有望集成人工智能系统，继续提升识别精度，一步步向智能化、精细化的方向发展，具体进展值得我们进一步关注。