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在城市地下隧道、高楼群、地下停车场等GNSS（GPS/北斗）信号断绝的盲区，光纤陀螺仪可凭借零偏稳定性极高的优势，进行长时间的航迹推算（Dead Reckoning），短时间内无视外部信号，独立维持厘米级的车辆定位。
光纤陀螺仪具备极强的“自寻北”能力，车辆静态或动态启动时，可在2分钟内精准锁定绝对地理北方。在车辆行驶中，它能以毫秒级响应捕捉哪怕0.01度的微小偏航，为自动驾驶的精确变道、直行保持提供控制基准。
当暴雨、大雪、大雾导致摄像头与激光雷达等视觉传感器失效时，惯性导航系统作为完全不依赖外界环境、不向外发射信号的全被动式传感器，能够提供可靠的运动数据，作为自动驾驶最核心的安全冗余。
精准测量车辆在颠簸、坡道、急转弯时的俯仰（Pitch）、横滚（Roll）和航向（Heading）三个维度的角速度变化，协助悬挂系统调整和底盘控制，同时为车载激光雷达等三维点云数据提供运动去畸变补偿。
惯性导航系统 INS在无人机（UAV）中的运用，主要集中在“中大型、高价值、强环境适应性”的专业级特种作业中。
用于长距离电力巡检、石油管道巡线、森林防火监测的大型固定翼或垂起复合翼无人机（如纵横大鹏、傲势等部分中大型型号）。
这类无人机单次飞行距离长达几十甚至上百公里。当无人机飞入山区、森林或因天气原因导致 GPS/北斗卫星信号中断（或被干扰）时，光纤陀螺仪构成的高精度惯导系统（INS）能够独自接管导航，确保无人机在长达数十分钟无卫星信号的情况下，依然能精准推算出自己的位置并安全返航。
如双尾蝎、翼龙、彩虹系列等吨级大型无人机，以及在高原、海上作业的大型无人直升机。
大型无人直升机和气流剧烈的高空固定翼无人机，其机身振动频率极大。MEMS 陀螺仪在剧烈机械振动下，很容易产生“振动整流误差（VRE）”，导致导航失效。而光纤陀螺仪作为全固态光学结构，内部没有任何机械运动部件，具有天然的抗振性，能确保高空或恶劣气流下的绝对飞行稳定。
