본 발명에 따른 차량 내부 센서, 카메라, 및 GNSS 단말기를 이용한 3차원 차량 항법 시스템은, 상기 차량에 탑재된 바퀴속력센서, 선회속도센서, 중력센서 데이터를 획득하고, 상기 차량의 차량 움직임 정보를 계산하는 내부센서 처리부; 카메라로부터 촬영된 영상에서 도로시설물을 파악하여 영상좌표를 획득하고, 공간정보 DB로부터 객체의 절대좌표를 추출하고, 상기 영상좌표와 상기 절대좌표를 통해 상기 차량의 위치와 자세를 계산하는 영상 처리부; 및 상기 차량 움직임 정보를 이용하여 상기 차량의 항법해를 계산하고, 상기 차량의 위치와 자세를 이용하여 상기 계산된 항법해의 오차를 보정하는 측위부를 포함하고, GNSS 신호 불량 및 단절 시에도 도로시설물이 촬영된 영상이 획득되면, 추측항법의 오차를 보정할 수 있어 보다 정밀한 측위가 가능하다.