惯性导航系统不与外界发生任何光电联系，仅靠系统本身对汽车进行连续三维定位和定向，其通过内部所感知到的情况来推断外面的情况，使得惯性导航被称为“黑盒导航”。如下图所示，惯性导航系统中既存在电子设备，又存在机械结构，在外部冲击、振动等力学环境中，除了需要的加速度和角速度之外，还有很多误差源。
随机误差
1. 传感器白噪声误差：通常与电子噪声合在一起，可能来源于电源、半导体设备内部的噪声或数字化过程中的量化误差；
2. 变温误差：由外部环境温度变化或内部热分布变化引起的；
3. 传感器随机游动误差：惯性测量单元中对随机游动噪声有具体的要求，但是大多数针对其输出的积分，而非输出本身。随机游动误差随着时间线性增大，其功率谱密度也随之下降；
4. 谐波误差：由于热量传输延迟，所以温度控制方法经常引入循环误差，这些都可能在输出中引入谐波误差。谐波周期取决于设备的尺寸大小；
5. 闪烁噪声误差：闪烁噪声时陀螺仪零偏随时间漂移的主要因素。多数电子设备中都存在这种噪声，通常模型化为白噪声和随机游动的组合。
固定误差
与随机误差不同，固定误差是可重复的传感器输出误差。常见的传感器误差模型如图所示。
固定误差主要包括：
1. 偏差 —— 输入为零时传感器的任何非零的输出；
2. 尺度因子误差 —— 常来自于标定偏差；
3. 非线性 —— 不同程度地存在于多种传感器中；
4. 尺度因子符号不对称性 —— 来自不匹配地推挽式放大器；
5. 死区误差 —— 通常由机械静摩擦力或死锁引起；
6. 量化误差 —— 数字系统中固有的误差。