美国在20世纪80年代开始了对旋转调制技术的研究。1980年起，E.莱文森（E.Levinson）等人发表了一系列论文，研究了舰船惯导系统长航时导航精度问题，提出了旋转调制技术。美国斯佩里公司（Sperry company）、霍尼韦尔公司（Honeywell company）、罗克韦尔公司（Rockwell company）等公司都开展了单轴和双轴旋转惯性导航系统的研制，已经研制出WSN-5L、SLN、MARLIN、MK39、MK49、AN/WSN-7A和AN/WSN-7B等高精度系统，并分别成功装备海军水面舰艇和潜艇。这些系统中都应用了单轴或双轴旋转技术，使得系统的主要误差项被调制，极大地提高了系统的导航精度。

旋转式惯导系统的惯性传感器（inertial sensor）不再与载体固连，与载体固连的是转位机构，惯性传感器置于转位机构之上，转位机构以一定的转位方案带动惯性传感器转动，实现惯性传感器漂移的自动补偿。此类惯性导航系统相当于在捷联惯性导航系统的外面加上转位机构和测角装置，导航解算采用捷联惯导算法，直接得到载体的位置和速度信息，再利用转位机构测得的角位置信息，进行惯性传感器姿态矩阵到载体姿态矩阵的变换，即可得到载体的姿态信息（见图）。旋转式惯性导航系统按其旋转轴的不同可分为单轴旋转式惯性导航系统、双轴旋转式惯性导航系统、三轴旋转式惯性导航系统等类型，每种类型的调制系统均有不同的转位方案和误差传播特性。

旋转调制型惯性导航系统原理图