惯性导航系统（Inertial Navigation System, INS）是一种 自主式导航系统，它不依赖于外部信息或能量辐射，而是通过测量和计算载体的加速度和角速度来确定其位置、速度及姿态的变化。惯性导航系统主要由惯性测量单元（IMU）组成，该单元通常包括三个正交安装的加速度计和陀螺仪，用于测量三个垂直方向的加速度和角速率分量。系统通过积分陀螺仪测量的角速率来追踪方向，并通过积分加速度计测量的加速度来计算速度。

惯性导航系统的工作原理基于牛顿力学定律，通过将测量到的加速度对时间进行积分，并将其变换到导航坐标系中，从而得到载体在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。由于惯性导航系统不依赖外部信号，因此它在许多领域都有广泛应用，包括航空、航海、地面和宇航等。

惯性导航系统的一个关键特点是其自主性，它可以在没有卫星信号或其他外部参考的情况下进行导航定位。这种系统在核潜艇等军事应用中尤为重要，因为它们需要在复杂的环境中保持精确的导航信息。此外，惯性导航系统也被广泛应用于无人机、自动驾驶汽车和其他自主平台，以确保它们能够在没有外部帮助的情况下实现精确的运动控制。