由加速度计解算得到姿态角
将加速度计安装在无人机上，并使得加速度计X、Y、Z轴与机体X、Y、Z轴重合，在机体不剧烈运动的情况下，可认为加速度计测出的加速度表示重力加速度，根据这一特性，可解算出无人机姿态。
世界坐标系下重力归一化矢量g=［0，0，1］T。机体坐标系下，将加速度计测量得到的数据归一化后得到a=［ax，ay，az］T。
假设经过旋转Rn，则a=Rn×g。
其中，旋转矩阵为
，可写成Rn=R（-θ，-ψ，-φ），其中θ为俯仰角，ψ为偏航角，φ为横滚角。
由此，得到ax=sinθ，ay=-sinφcosθ，az=cosφcosθ。因此得到θ=asinax，φ=atan（-ay/az）。
使用加速度计数据时，分别用这两种数据解算得到的姿态角是相反的，一般将加速度计的旋转矩阵取反，即以芯片标明的X、Y、Z轴方向为正方向，因此，计算姿态角公式时对旋转矩阵取反：θ=asin（-ax），φ=atan（ay/az）。
若使用MPU6050，则将芯片上的X轴对准前方，Y轴向左，Z轴向上。MPU6050芯片上显示的坐标轴为陀螺仪的坐标轴，MUP6050中加速度计和陀螺仪坐标轴正方向相反，即将加速度计X轴对准后方，Y轴向右，Z轴向下，这样表示的好处是如果加速度方向为前，则加速度计所测得的加速度为正。
使用右手定则，大拇指分别指向陀螺仪X、Y、Z轴正方向，四指所指方向角度为正（图2-2）。
由于无人机绕重力加速度的轴转动，加速度计测量值不会改变，加速度计也就无法感知机体的水平旋转，意味着在只有加速度计的情况下，无法通过加速度计测出偏航角ψ。
既然可以通过加速度计测得俯仰角和滚转角，为什么还要依靠陀螺仪获取姿态角呢？这是因为加速度计的动态性能不是很好，数据不是百分之百准确。一方面，使用加速度计计算姿态的前提是，无人机处于一个理想的静止状态下，然而现实中这是不可能的，那么当无人机处于飞行状态时，加速度计测量得到的数据，便不仅是重力加速度了，可能还包含了飞行过程中所产生的运动加速度；另一方面就算加速度计处于一个相对比较平稳的状态，它对一般的振动和机械噪声很敏感，这样就会得到一些有害加速度，这样计算得到的俯仰角和滚转角存在大量误差而不可用。而陀螺仪动态性能好，几乎不受外界环境干扰，测量的角速度值进行积分，便得到飞机姿态。所以，大部分的IMU系统都需要陀螺仪来使加速度计的输出更平滑。