ICM-20948Invensense ICM-20689

为了方便表示，上图坐标系的Z轴正方向（机腹以及芯片正面）向下，X轴正方向（飞机前进方向）向右。此时芯片的Roll角Φ（）为加速度向量与其在XZ平面上投影(x,0,z)的夹角，Pitch角ω（绿色）与其在YZ平面上投影(0,y,z)的夹角。求两个向量的夹角可用点乘公式： ，简单推导可得：
，以及
注意，因为arccos函数只能返回正值角度，因此还需要根据不同情况来取角度的正负值。当y值为正时，Roll角要取负值，当x轴为负时，Pitch角要取负值。

现代陀螺仪是一种能够精确地确定运动物体的方位的仪器，它是现代航空，航海，航天和*工业中广泛使用的一种惯性导航仪器，它的发展对一个国家的工业，*和其它高科技的发展具有十分重要的战略意义。传统的惯性陀螺仪主要是指机械式的陀螺仪，机械式的陀螺仪对工艺结构的要求很高，结构复杂，它的精度受到了很多方面的制约。自从上个世纪七十年代以来，现代陀螺仪的发展已经进入了一个全新的阶段。1976年科学家提出了现代光纤陀螺仪的基本设想，到八十年代以后，现代光纤陀螺仪就得到了非常迅速的发展，与此同时激光谐振陀螺仪也有了很大的发展。由于光纤陀螺仪具有结构紧凑，灵敏度高，工作可靠等等优点。和光纤陀螺仪同时发展的除了环式激光陀螺仪外，还有现代集成式的振动陀螺仪，集成式的振动陀螺仪具有更高的集成度，体积更小，也是现代陀螺仪的一个重要的发展方向。

加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器。通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿*二定律获得加速度值。
加速度计用于测量加速度。借助一个三轴加速度计可以测得一个固定平台相对地球表面的运动方向，但是一旦平台运动起来，情况就会变得复杂的多。如果平台做自由落体，加速度计测得的加速度值为零。如果平台朝某个方向做加速度运动，各个轴向加速度值会含有重力产生的加速度值，使得无法获得真正的加速度值。
例如，安装在60度横滚角飞机上的三轴加速度计会测得2G的垂直加速度值，而事实上飞机相对地区表面是60度的倾角。因此，单独使用加速度计无法使飞机保 持一个固定的航向。

根据框架的数目和支承的形式以及附件的性质决定陀螺仪的类型有：
（一）、二自由度陀螺仪(只有一个框架，使转子自转轴具有一个转动自由度)。
根据二自由度陀螺仪中所使用的反作用力矩的性质，可以把这种陀螺仪分成三种类型：
1、积分陀螺仪(它使用的反作用力矩是阻尼力矩)；2、速率陀螺仪(它使用的反作力矩是弹性力矩)；3、无约束陀螺(它仅有惯性反作用力矩)；
除了机、电框架式陀螺仪以外，还出现了某些新型陀螺仪，如静电式自由转子陀螺仪，挠性陀螺仪，激光陀螺仪等。
（二）、三自由度陀螺仪(具有内、外两个框架，使转子自转轴具有两个转动自由度。在没有任何力矩装置时，它就是一个自由陀螺仪)。