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导航定位技术通常基于两类基本技术：直接定位与航位推算。
直接定位采用可识别的外部信息直接确定位置。比如采用了无线电信号的卫星定位，可以提供长时间误差只有几米（单点定位）或几厘米（RTK定位）的高精度位置输出。还有采用了红外信号的激光测距，以及可以探测水声信号的声纳探测，甚至在生活中通过观察建筑物、标识牌等方法确定所在位置，都属于直接定位方法的具体体现。
航位推算通常能够测量行程、速度（加速度）、方向（角速率）等信息，在初始的位置、速度、姿态等状态参数已知时，即可通过推算得出当前的状态参数。在现代导航设备中常见的惯性导航系统（Inertial Navigation System，INS），就是典型的航位推算导航系统，能够提供有效的角速率和加速度测量；还有常被人们用作航海领域的速度单位“节”，就源于一种传统的航位推算方法：用卷轮将打结的绳索从船的后部放下去，以此来记录行程并获取速度。
由于直接定位和航位推算各有其优缺点：直接定位通过辨识外部信息，通常可以实现高精度的快速定位，但其信号易被遮挡或干扰，很难提供连续的导航结果；航位推算通常不易被外界干扰，能够连续输出状态参数的测量结果，但使用时需要进行初始化、并且误差在推算的过程中会不断累积。因此在实际的应用中，尤其是在航空航天、自动驾驶等高新技术领域，单一的直接定位或航位推算技术已经愈发难以满足需求。
组合导航系统通常由两个或更多的基于不同导航技术的子系统构成，利用不同导航技术迥异的误差特性并结合其优势，通过连续工作的组合导航系统来提供连续、完整的导航参数。常见的组合导航系统包括GNSS/INS组合导航系统、视觉惯性里程计（visual inertial odometry，VIO）等。其中GNSS/INS组合导航系统结合了直接定位中的卫星导航系统和航位推算中的惯性导航系统两种技术的优势，使GNSS测量赋予INS位置初值，并抑制惯性导航的漂移，而INS对GNSS导航结果进行平滑并弥补其信号中断。
