最近，“北斗三号”全球卫星导航系统正式开通是一件标志性的大事，其性能堪比美国GPS。实际上，GPS并非首创，“北斗”也不是我国第一个卫星导航系统，在它之前，我国还有一个“灯塔一号”卫星导航系统，被称为691工程，今天我们就来聊聊它的故事。
原来北斗并非我们第一颗导航卫星
“灯塔一号”卫星导航系统的起步并不比美国GPS晚，1965年1月8日，钱学森就向国防科委提交了《研制卫星打算》的报告，建议早日制定我国人造卫星，包括导航卫星的研究规划，并列入国家任务。其中对导航卫星的要求非常具体，比如“由卫星上发出无线电信标，舰艇可以利用信标的多普勒频移来测量自己的位置，是舰艇发射弹道式导弹必须的措施，可以将位置误差降到160米”。而美国最早的“子午仪”卫星导航系统，定位精度约100米。
美国最早的子午仪导航卫星
值得注意的是，所谓“舰艇发射弹道式导弹”，其实就是当时正准备研制的弹道导弹核潜艇，“灯塔一号”卫星导航系统直接关系到潜射弹道导弹的命中精度，并且要求满足水下导航的需要，这比现在的GPS和北斗都要先进。但是也正因为如此，增加了“灯塔一号”的研制难度，最终在1969年1月6日到2月5日的论证会议上，取消了这一不切实际的技术指标，优先发展水面卫星导航系统。
灯塔一号还要给核潜艇和潜射导弹导航
当然，“灯塔一号”也非常注重在民用市场上的应用，比如飞机、船舶、车辆导航，海洋工程、精密测绘、空海资源调查、智能车辆导航与列车监控、地震监测、科学研究、森林防火与灭火、农业网格种植及其施肥、喷撒农药等等。现在我们听到这些概念觉得很普通，但是要知道，“灯塔一号”卫星可比GPS早几十年提出的这样的应用，可谓非常超前。
灯塔一号提出的民用概念比GPS早多了
“灯塔一号”采用了1969年我国刚刚研制成功的壳式叠瓦太阳电池阵，在当时是非常先进的。而在定位方面，它使用了长12米的可伸缩式重力梯度杆，顶端一个天平动阻尼器，对地精度5到7度，能始终指向地球，这类似美国“子午仪”卫星定位方式，运行在极轨轨道上，由4到5颗卫星就能组成全球导航网络。
4到5颗灯塔一号卫星就能进行全球导航
而真正推动“灯塔一号”卫星导航系统发展的，是1968年的“718”远洋测量船总体方案论证工作，因为“测量船与导航卫星、通信卫星和载人飞船关系密切”，所以“灯塔一号”的研制进入快车道，1972年3月4日，“灯塔一号”经批准后正式启动，导航卫星转入工程研制阶段，1973年，“灯塔一号”列入国家计划。
1968年，灯塔一号的研制进入快车道
而到了1977年4月，“灯塔一号”初样卫星达到了设计要求，完成结构模型、热控模型、电性模型。9月，进入卫星正样研制阶段。到1980年6月前，“灯塔一号”卫星设备研制的各单位完均按进度完成研制工作，制造出星上正样产品4套，经过验收全部合格，也就是说“灯塔一号”距离发射已经很近了。
灯塔一号研制了4颗正样星
然而到了1980年12月31日，国防科委突然通知，为了进一步贯国民经济彻调整方针和研制急用、实用卫星的原则，“灯塔一号”卫星研制任务撤销，卫星完成环境试验后封存，将卫星资料归档。至此，历时12年的中国第一颗导航卫星研制工作终止，“灯塔一号”的命运与运10何其相似。
“灯塔一号”的命运与运10何其相似
没有了自己的卫星导航系统，中国每年不得不花费大量的资金，从国外引起卫星导航系统定位设备，花费比研制“灯塔一号”的成本多得多，其中1978年到1984年，仅这一项就耗资1725万美元，导航卫星不急需的谎言不攻自破。
造不如买，买不如租？
而在此后的我军演习中，多次发生GPS信号被关闭，甚至被误导的情况，促使我国下定决心，两条腿走路，重新研制自己的卫星导航系统。在加入欧洲“伽利略”卫星导航系统被排挤之后，所幸我们的三代“北斗”系统最终成功了，实现了“灯塔一号”的梦想，但是钱学森设想的水下导航卫星，还需我们继续努力。
北斗卫星还需继续努力
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