An die Navigationssysteme von Raumfahrzeugen werden insbesondere beim Raumtransport hohe Anforderungen an die Genauigkeit gestellt. Diese wird insbesondere während der hochdynamischen Flugphasen beim Aufstieg und Wiedereintritt gefordert. Zur Erfüllung dieser Aufgabe ist die Verwendung der Messungen verschiedener Sensoren notwendig, wobei möglichst die positiven Eigenschaften der einzelnen Sensoren kombiniert werden sollen. Aus diesem Grund werden Inertialsensoren bzw. Inertialmesseinheiten (Inertial Measurement Unit – IMU) verwendet, um die Beschleunigungen und Drehraten der Fahrzeuge direkt zu messen, womit insbesondere die schnellen Änderungen von Geschwindigkeit, Position und Lage erfasst werden können. Da diese Zustände nur durch numerische Integration der Messwerte erhalten werden können, steigen die Fehler aufgrund der Integration mit der Zeit an. Dadurch werden Inertialsensoren mit anderen Sensoren kombiniert, die eine Messung der absoluten Lage, Position oder Geschwindigkeit liefern. Die Kombination dieser Sensoren mit den entsprechenden Algorithmen zur Fusion der Messdaten wird als integriertes Navigationssystem bezeichnet.
Bei terrestrischen Anwendungen werden in vielen Fällen Inertialmesseinheiten sowie ein Positionssensor basierend auf dem Global Positioning System (GPS) kombiniert. Für Raumfahrtanwendungen im erdnahen Raum werden neben dem GPS auch weitere Sensoren wie z.B. ein Sternsensor in die Datenfusion einbezogen.
Das Hybrid Navigation System wurde für Fahrzeuge entwickelt, die aus der Erdatmosphäre aufsteigen oder in die Atmosphäre wieder eintreten (z. B. Rakete). Unser System kombiniert eine IMU, ein GPS und einen experimentellen Sternsensor. Es wurde auf der SHEFEX2 Raketen Mission erfolgreich getestet, die im Juni 2012 stattgefunden hat. Das System wird jetzt in der SHEFEX3 Mission zur Flug kritischen Komponente weiterentwickelt. Außerdem wird das System zur Zeit in dem Projekt SINPLEX eingesetzt. SINPLEX ist ein miniaturisiertes Navigationssystem, das eine IMU, Laser-Entfernungsmesser, Navigationskamera und einen Sternensensor vereint.