Dense low-altitude aerial operations require more than pre-flight route coordination and last-resort collision avoidance. Once aircraft are airborne, disturbances can emerge on timescales shorter than strategic reauthorization can absorb, while collision avoidance is too late and disruptive to serve as routine traffic management. Although tactical separation is recognized as the intermediate layer, realizing it at scale requires a deployable neighborhood communication mechanism that provides fresh, trusted information for local coordination. This paper presents what is, to our knowledge, the first controller-coupled characterization of an all-airborne, sidelink-class, intent-first vehicle-to-vehicle (V2V) tactical neighborhood exchange stack for dense Unmanned Aircraft System Traffic Management (UTM) operations. Unlike awareness-only broadcast, the proposed exchange combines refreshed state and intent beacons for local awareness, cooperative perception, and degraded-mode assessment with event-triggered messages for yielding, sequencing, release, and contingency coordination. We implement and evaluate this model on an all-airborne V2V stack using sidelink-class C-V2X modules with authenticated freshness checks. Evaluation uses a scenario-driven, high-volume stress campaign supported by real-time, field-anchored infrastructure. Results show that V2V reduces stale-belief divergence, preserves observability through cooperative perception, rejects invalid tactical messages, suppresses false local inference, and structures shared-resource coordination. The implemented stack provides a viable communication layer for tactical separation in lower-to-moderate regimes, but transitions toward guarded fallback as density, impairment, and complexity increase. These findings position intent-first aerial V2V as a bounded enabler for scaling tactical coordination in disturbance-driven urban airspace.


翻译:密集低空空域作业不仅需要飞行前路线协调和最后时刻的碰撞规避。飞机升空后,干扰可能在战略重授权机制难以承受的时间尺度内出现,而碰撞规避作为常规交通管控手段又为时过晚且具有破坏性。尽管战术分离被公认为中间层,但其规模化实现需要一个可部署的邻域通信机制,为局部协调提供及时可靠的信任信息。本文首次提出了面向密集无人机系统交通管理(UTM)作业的全空中、侧链类、意图优先的车对车(V2V)战术邻域交互栈,并进行了控制器耦合特性分析。与仅感知广播不同,所提交互机制结合了刷新状态与意图信标(用于局部感知、协同感知和降级模式评估)以及事件触发消息(用于让行、排序、解除和应急协调)。我们利用具备认证新鲜度校验的侧链类C-V2X模块,在全空中V2V栈上实现并评估了该模型。评估采用基于实时现场锚定基础设施的场景驱动式高负载压力测试。结果表明:V2V可减小陈旧信念分歧,通过协同感知维持可观测性,拒绝无效战术消息,抑制局部错误推断,并结构化共享资源协调。所实现的交互栈为低至中等密度场景下的战术分离提供了可行的通信层,但随着密度、损伤和复杂度增加,系统会向带保护的降级模式切换。这些发现将意图优先的空中V2V定位为扩展干扰驱动型城市空域战术协调的有界赋能器。

0
下载
关闭预览

相关内容

《飞机避开多种武器交战区的最佳轨迹》
专知会员服务
46+阅读 · 2024年8月10日
有人 / 无人机协同空战任务规划技术
专知会员服务
85+阅读 · 2024年4月13日
国外有人/无人平台协同作战概述
无人机
123+阅读 · 2019年5月28日
车路协同构建“通信+计算”新体系
智能交通技术
11+阅读 · 2019年3月26日
导弹集群智能突防技术的新发展
无人机
17+阅读 · 2018年11月28日
国家自然科学基金
8+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
9+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2013年12月31日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
8+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
相关基金
国家自然科学基金
8+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
9+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2013年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员