2. 环境总览：Ubuntu系统安装、基础开发工具链配置、网络环境检查

做SITL仿真，说白了就是先搭好一个“虚拟飞行实验室”。

我见过不少新手，一上来就急着编译代码，结果系统缺库、网络不通、工具链版本不对，折腾半天连第一个仿真都跑不起来。嗯，这一章咱们就把地基打牢。

2.1 操作系统选择与安装

我个人习惯用 Ubuntu 22.04 LTS。为什么？因为PX4和ArduPilot的官方CI都在这个版本上跑，兼容性最好。

版本	推荐度	理由
Ubuntu 20.04 LTS	可用	Python 3.8，部分新工具需手动升级
Ubuntu 22.04 LTS	强烈推荐	Python 3.10，GCC 11，生态最完整
Ubuntu 24.04 LTS	谨慎	太新，部分驱动和库尚未稳定适配

2.2 基础开发工具链配置

系统装好后，第一件事就是装工具链。别急着去官网一个个下载，咱们用apt一把梭。

2.2.1 核心编译工具

# 更新包索引
sudo apt update
sudo apt upgrade -y

# 安装基础编译工具
sudo apt install -y \
    build-essential \
    cmake \
    git \
    wget \
    curl \
    python3 \
    python3-pip \
    python3-venv \
    ninja-build \
    pkg-config \
    libssl-dev \
    libncurses5-dev \
    libxml2-dev \
    libxslt1-dev \
    zlib1g-dev

这里有个坑——build-essential 包含了 GCC/G++，但版本可能不是最新的。我在项目中遇到过因为GCC版本太低导致编译报错的情况。建议装完后检查一下：

gcc --version
# 期望输出：gcc (Ubuntu 11.4.0) 11.4.0
cmake --version
# 期望输出：cmake version 3.22.1 或更高

2.2.2 Python环境配置

Python是SITL仿真的“胶水语言”。很多工具链脚本、MAVSDK示例都依赖它。

# 升级pip
python3 -m pip install --upgrade pip

# 安装常用Python包
pip3 install --user \
    numpy \
    opencv-python \
    matplotlib \
    pymavlink \
    dronekit \
    future

2.2.3 串口与USB工具

做仿真虽然不直接连飞控，但后面联调时你可能需要读取真实传感器的数据。这些工具提前装好：

sudo apt install -y \
    screen \
    minicom \
    picocom \
    setserial \
    usbutils

2.3 网络环境检查

SITL仿真需要和地面站、MAVSDK通信，网络环境必须通。我见过有人折腾半天，最后发现是防火墙把UDP端口封了。

2.3.1 检查网络连通性

# 测试外网连通
ping -c 4 8.8.8.8

# 测试DNS解析
ping -c 4 github.com

# 检查本机IP
ip addr show

如果 ping 8.8.8.8 通但 ping github.com 不通，那就是DNS问题。检查 /etc/resolv.conf：

cat /etc/resolv.conf
# 应该包含类似：
# nameserver 8.8.8.8
# nameserver 114.114.114.114

2.3.2 防火墙与端口检查

SITL默认使用UDP 14550端口（MAVLink）和TCP 5760端口（仿真控制）。确保这些端口没被占用：

# 检查端口占用
sudo netstat -tulpn | grep -E '14550|5760'

# 如果防火墙开启，放行端口
sudo ufw allow 14550/udp
sudo ufw allow 5760/tcp
sudo ufw status

2.4 环境验证与知识体系

下面这张图，是我自己总结的“环境搭建全景图”。你对照着检查，缺什么补什么：

2.5 快速验证脚本

为了省事，我写了个一键验证脚本。你把它保存为 check_env.sh，跑一下就知道环境有没有问题：

#!/bin/bash
# SITL环境快速验证脚本

echo "=== 1. 系统版本 ==="
lsb_release -a 2>/dev/null | grep Description

echo ""
echo "=== 2. GCC版本 ==="
gcc --version | head -1

echo ""
echo "=== 3. CMake版本 ==="
cmake --version | head -1

echo ""
echo "=== 4. Python版本 ==="
python3 --version

echo ""
echo "=== 5. 关键Python包 ==="
python3 -c "import pymavlink; print('pymavlink OK')" 2>/dev/null || echo "pymavlink 未安装"
python3 -c "import dronekit; print('dronekit OK')" 2>/dev/null || echo "dronekit 未安装"

echo ""
echo "=== 6. 网络连通性 ==="
ping -c 1 -W 2 8.8.8.8 &>/dev/null && echo "外网连通: OK" || echo "外网连通: FAIL"

echo ""
echo "=== 7. 端口可用性 ==="
netstat -tulpn 2>/dev/null | grep -E '14550|5760' || echo "端口14550/5760: 未占用"

好了，环境搭完，验证通过。接下来就可以放心地往下走了。