Ein Trägheitsnavigationssystem (engl. Inertial Navigation System, kurz INS), ist ein 3D-Messsystem mit Beschleunigungssensoren und Kreiselstabilisierung. Durch Integration der gemessenen Beschleunigungen wird laufend die räumliche Bewegung des Flugzeugs und daraus die jeweilige geografische Position bestimmt.
Das INS ist ein oft (auch in seiner Verbreitung) unterschätztes Navigationsverfahren. Auch moderne Flugzeuge fliegen heute teilweise noch mit INS, vereinzelt sogar ohne GPS-Backupsystem.
Auf einer stabilisierten, vollkardanisch aufgehängten Plattform (Gyroskop) sind drei Beschleunigungsmesser angebracht, die die Auswanderungen der Plattform in allen drei Raumdimensionen registrieren. Mit Hilfe der gemessenen Beschleunigungen und einer Uhr lassen sich Geschwindigkeit und zurückgelegte Strecke innerhalb eines festgelegten Bezugssystems (meist ein kartographisches Koordinatensystem) berechnen.
Der Computer (Control and Display Unit, CDU) kann aus den ermittelten Daten folgende Informationen (inklusive derer bei vorgebenem Kurs) ermitteln:
In heutigen Zeiten kann der Autopilot die Daten des INS automatisch verarbeiten und abfliegen.
Während des Fluges treten durch Mess- und Berechnungsfehler, die sich nicht vermeiden lassen, Fehler bei der Bestimmung der Position auf. Diese Fehler bezeichnet man als Drift. Um diesen Fehler zu verringern und somit die Genauigkeit der Navigation zu erhöhen, gleicht man (bzw. der Computer) den Drift wieder aus, indem man die Position in regelmäßigen Abständen mit alternativen Navigationsgeräten vergleicht und ggf. anpasst.