SwarmRaft：利用共识机制在 GNSS 受限环境下实现无人机群体协调
分布式、并行与集群计算
2026-03-04 v2
摘要
无人机 (UAV) 群体正在被广泛应用于航空测绘、环境监测和自动配送等关键场景。然而，这类系统的可靠性高度依赖于对全球导航卫星系统 (GNSS) 信号的持续获取，而在实际场景中，由于干扰、环境因素或对抗性攻击，GNSS 信号可能中断，导致误导、碰撞风险及任务失败。本文提出了 SwarmRaft——一种基于区块链思想的无人机群体定位与共识框架，用于在 GNSS 被剥夺的环境下维持协调与数据完整性。SwarmRaft 利用 Raft 共识算法，使分布式无人机节点能够就状态更新（如位置和航向）达成一致，即便缺乏 GNSS 信号亦可。我们的原型系统中，每个节点均使用 GNSS 和本地感知，并通过 WiFi 进行通信。信号丢失后，利用共识机制依据节点最后已知状态和轨迹重建或验证失效节点的位置。该系统在保持群体一致性和容错方面表现出健壮性，通过轻量级、可扩展的通信模型实现。本工作为在不可预测环境中进行去中心化无人机操作提供了实用且安全的基础。
引用
@article{arxiv.2508.00622,
title = {SwarmRaft: Leveraging Consensus for Robust Drone Swarm Coordination in GNSS-Degraded Environments},
author = {Kapel Dev and Yash Madhwal and Sofia Shevelo and Pavel Osinenko and Yury Yanovich},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.00622},
year = {2026}
}