Ein Trägheitsnavigationssystem (INS) ist ein computergestütztes Hilfsmittel, das in Luftfahrt-, Schiffs-, Raketenlenkungs- und Raumfahrtanwendungen verwendet wird. Das System verwendet eine Koppelnavigationsart der Positionsorientierung, die auf den Eingaben von Beschleunigungsmessern und Gyroskopen basiert und von einem Bordcomputer berechnet wird. INS-Systeme benötigen keine externen Referenzen oder Eingaben, um ihre Navigationsintegrität aufrechtzuerhalten, und sind auf knapp über 600 m (650 Yards) genau. Diese Unabhängigkeit von externen Referenzen macht das INS immun gegen die meisten Techniken der elektronischen Kriegsführung wie Jamming oder Locksignalisierung. Leider sind INS-Geräte teuer und komplex, was ihre Verwendung außerhalb spezialisierter Anwendungen oft ausschließt.
Diese Form des Navigationssystems liefert den Bedienern oder automatischen Lenkmechanismen von Flugzeugen, Schiffen, Lenkflugkörpern und Raumfahrzeugen notwendige Eingaben. Diese Navigationsinformationen werden von einem Bordcomputer basierend auf zwei primären internen Eingaben berechnet. Der erste ist ein manuell eingefügter Satz von Informationen über den Abfahrtspunkt und alle nachfolgenden Wegpunkte entlang der Route. Diese Informationen sind im Allgemeinen von Karten oder GPS-Geräten (Global Positioning Satellite) verfügbar und werden normalerweise von der Besatzung in den INS-Computer eingegeben. Sobald der Flug oder die Reise im Gange ist, versorgen Bewegungssensoren im Fahrzeug das Trägheitsreferenzsystem mit einem konstanten Strom von Echtzeit-Positionsinformationen, die der Computer verwendet, um tatsächliche und vorhergesagte Positionen zu vergleichen.
Sollten sich diese beiden Informationssätze unterscheiden, liefert der Computer des Trägheitsnavigationssystems entweder Aktualisierungen an die Besatzung oder an ein Autopilotsystem für die notwendigen Kurskorrekturen. Die Sensoren, die die vom Trägheitsnavigationssystem als Referenz verwendeten Positionsinformationen liefern, fallen in zwei grundlegende Kategorien: Beschleunigungsmesser und Gyroskope. Beschleunigungsmesser stellen die richtige Beschleunigung und damit die Geschwindigkeit fest, mit der das Fahrzeug fährt. Gyroskope sind Orientierungsinstrumente, die jede Abweichung der axialen Position des Fahrzeugs beim Drehen um eine beliebige Achse genau messen. Zusammen zeichnen diese beiden Instrumente ein genaues Echtzeitbild von Kurs und Geschwindigkeit, das der Computer des Trägheitsnavigationssystems als Positionsreferenz verwenden kann.
Eine der Stärken eines Inertialreferenzsystems besteht darin, dass alle Informationen nach der Initialisierung intern auf Echtzeitbasis generiert werden. Dadurch wird verhindert, dass äußere Einflüsse, wie z. B. elektronische Kampfsysteme, die die Navigation des Fahrzeugs stören, stören. Dies ist von besonderem Wert für INS-Systeme in Lenkflugkörpern und anderen Militärfahrzeugen. Die vielen Vorteile von Trägheitsnavigationssystemen werden leider größtenteils durch die Komplexität und die hohen Kosten der Systeme zunichte gemacht, die ihre Verwendung typischerweise auf spezialisierte Anwendungen beschränken.