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慣性導航系統(tǒng)
 
慣性導航系統(tǒng)（INS，Inertial Navigation System）也稱作慣性參考系統(tǒng)，是一種不依賴于外部信息、也不向外部輻射能量（如無線電導航那樣）的自主式導航系統(tǒng)。其工作環(huán)境不僅包括空中、地面，還可以在水下。慣性導航的基本工作原理是以牛頓力學定律為基礎，通過測量載體在慣性參考系的加速度，將它對時間進行積分，且把它變換到導航坐標系中，就能夠得到在導航坐標系中的速度、偏航角和位置等信息。
慣性導航系統(tǒng)屬于推算導航方式，即從一已知點的位置根據(jù)連續(xù)測得的運動體航向角和速度推算出其下一點的位置，因而可連續(xù)測出運動體的當前位置。慣性導航系統(tǒng)中的陀螺儀用來形成一個導航坐標系，使加速度計的測量軸穩(wěn)定在該坐標系中，并給出航向和姿態(tài)角；加速度計用來測量運動體的加速度，經(jīng)過對時間的一次積分得到速度，速度再經(jīng)過對時間的一次積分即可得到距離。
慣性導航系統(tǒng)有如下優(yōu)點：1、由于它是不依賴于任何外部信息，也不向外部輻射能量的自主式系統(tǒng)，故隱蔽性好，也不受外界電磁干擾的影響；2、可全天候、全時間地工作于空中、地球表面乃至水下；3、能提供位置、速度、航向和姿態(tài)角數(shù)據(jù)，所產(chǎn)生的導航信息連續(xù)性好而且噪聲低；4、數(shù)據(jù)更新率高、短期精度和穩(wěn)定性好。
其缺點是：1、由于導航信息經(jīng)過積分而產(chǎn)生，定位誤差隨時間而增大，長期精度差；2、每次使用之前需要較長的初始對準時間；3、設備的價格較昂貴；4、不能給出時間信息。
通過測量運動載體的加速度（慣性），并自動進行積分運算，獲得其瞬時速度和瞬時位置數(shù)據(jù)的技術，稱作慣性導航，簡稱慣導。由于組成慣性導航系統(tǒng)的設備都安裝在運動載體之內，工作時不依賴外界信息，也不向外界輻射能量，不易受到外部環(huán)境的干擾，所以它是一種自主式導航系統(tǒng)。
慣性導航系統(tǒng)具有全天候、全時空的工作能力，短期導航參數(shù)精度高，適合于海、陸、空、水下、航天等多種環(huán)境下的運動載體的精密導航和控制，在軍事上具有重要意義。
慣性導航系統(tǒng)通常由慣性測量裝置、計算機、控制顯示器等組成。慣性測量裝置包括加速度計和陀螺儀（又稱為慣導組合）：陀螺儀的漂移將使測角誤差隨時間成正比地增大；加速度計的常值誤差又將引起與時間平方成正比的位置誤差。這些誤差不加阻尼和修正，會嚴重影響實際使用，而單純采用提高儀表制造精度的方法既不能消除根本原因，又會導致成本劇增。當今采用的慣性導航系統(tǒng)常與無線電、多普勒和天文等導航系統(tǒng)組合，既能達到有效的阻尼、又能修正誤差，構成一種高精度的組合導航系統(tǒng)。
 
 
無線電導航
 
無線電導航系統(tǒng)是利用了無線電波傳播的基本原理：無線電信號在自由空間中用直線方式以光速傳播，只要確定了無線電波從發(fā)射機到接收機之間的傳播時間，便可以確定收發(fā)機間的距離為光速與傳播時間之積。通常，導航應由導航系統(tǒng)完成，包括裝在運載體上的導航設備以及裝在其他地方與導航設備配合使用的導航臺。凡導航臺與移動載體間用無線電方式為媒介來實現(xiàn)導航的，稱為無線電導航。
從導航臺的所在位置來判定導航的性質，主要有陸基導航系統(tǒng)和星基導航系統(tǒng)。
陸基導航系統(tǒng)導航臺位于陸地上，導航臺與導航設備之間用無線電波聯(lián)系，如甚高頻全向信標（VOR）、微波著陸系統(tǒng)、羅蘭、歐米伽導航系統(tǒng)。
星基導航系統(tǒng)導航臺設在人造衛(wèi)星上，覆蓋范圍大大擴大，如美國的GPS（全球定位系統(tǒng)）和俄羅斯的GLONASS等衛(wèi)星導航系統(tǒng)。
 
 
組合導航系統(tǒng)
將飛機和艦船等運載體上的兩種或兩種以上的導航設備組合在一起的導航系統(tǒng)。組合導航是近代導航理論和技術發(fā)展的結果。每種單一導航系統(tǒng)都有各自的獨特性能和局限性。把幾種不同的單一系統(tǒng)組合在一起，就能利用多種信息源，互相補充，構成一種有多余度和導航準確度更高的多功能系統(tǒng)。
新數(shù)據(jù)處理方法
新的數(shù)據(jù)處理方法，特別是卡爾曼濾波（見波形估計）方法的應用是產(chǎn)生組合導航的關鍵?？柭鼮V波通過運動方程和測量方程，不僅考慮當前所測得的參量值，而且還充分利用過去測得的參量值，以后者為基礎推測當前應有的參量值，而以前者為校正量進行修正，從而獲得當前參量值的最佳估算。當有多種分系統(tǒng)參與組合時，就可利用狀態(tài)矢量概念。通常，取誤差本身作為狀態(tài)矢量，不是對速度、方位本身等作出最佳估計，而是對速度誤差、方位誤差等作出最佳估計。把這一估算從實際測得的速度、方位中減去，就得到此時此刻的速度、方位等參量。組合導航實際上是以計算機為中心，將各個導航傳感器送來的信息加以綜合和最優(yōu)化數(shù)學處理，然后進行綜合顯示。導航傳感器包括各種導航設備和計算機外部設備等，而顯示設備等都是輸出設備。
　　最基本的組合方法是以推測定位為主，定期用更高準確度的設備進行校正。
海上組合導航
 
　　海上組合導航系統(tǒng)大致可分為簡易型和大型兩類。簡易型組合導航系統(tǒng)采用大規(guī)模集成電路、模塊結構和微型計算機控制，其優(yōu)點是結構緊湊、可靠、輕便、價廉。大型組合導航系統(tǒng)常以慣性導航為主，再由衛(wèi)星導航、天文導航和各種無線電導航設備作為校準手段，也有以衛(wèi)星導航為主，與奧米加、羅蘭和其他高準確度近程定位系統(tǒng)組合的系統(tǒng)。大型組合導航系統(tǒng)常與自動舵和防撞設備結合而成自動航行系統(tǒng)。大型組合導航系統(tǒng)大量使用微型計算機，實行多機并行工作；采用模塊結構和標準接口，可以任意組合和擴展；采用最小二乘法或卡爾曼濾波技術提高系統(tǒng)的準確度。
航空組合導航
航空使用的組合導航系統(tǒng)種類很多。軍用組合導航系統(tǒng)常以慣性導航為主，再與其他導航設備組合。民用組合導航系統(tǒng)常見的有伏爾導航系統(tǒng)、地美依導航系統(tǒng)、羅蘭C導航系統(tǒng)、伏爾塔克導航系統(tǒng)、奧米加導航系統(tǒng)的組合。越洋飛行也用慣性導航與奧米加導航系統(tǒng)組合。
　　民航使用的新一代組合導航系統(tǒng)是飛行管理系統(tǒng)，把飛行姿態(tài)控制、飛行性能管理、導航、氣象信息，數(shù)字儀表飛行和彩色屏幕顯示等組合在一起，進行綜合處理。