微機電系統(tǒng)(MEMS)陀螺儀是一種在微米級別的尺度上集成電機和電子設備的裝置，能夠測量或保持方向。這是通過對旋轉運動的角速度進行檢測和測量實現的。MEMS陀螺儀的工作原理基于科里奧利(Coriolis)效應。這是一個物理現象，在旋轉參考系中，運動物體受到一種橫向的力，稱為科里奧利力。在MEMS陀螺儀中，微型結構會沿著一個軸(驅動軸)振動。當設備旋轉時，科里奧利力將導致垂直于原始振動軸的一個軸(感應軸)上的微小位移。這個位移可以通過電容或壓阻效應檢測到，并轉化為電信號，最終用于計算角速度。

假如質點以非?？斓乃俣妊剞D盤徑向做簡諧振動，利用右手旋進準則可判斷出，質點將在轉盤上不停地沿垂直于簡諧振動方向和轉盤角速度兩方向垂直的第三方向振動，利用這一原理就可制作出MEMS陀螺儀。

如果物體在圓盤上沒有徑向運動，科里奧利力就不會產生。因此，在 MEMS 陀螺儀的設計上，這個物體被驅動，不停地來回做徑向運動或者震蕩，與此對應的科里奧利力就是不停地在橫向來回變化，并有可能使物體在橫向作微小震蕩，相位正好與驅動力差90 度。MEMS 陀螺儀通常有兩個方向的可移動電容板。徑向的電容板加震蕩電壓迫使物體作徑向運動，橫向的電容板測量由于橫向科里奧利運動帶來的電容變化。因為科里奧利力正比于角速度，所以由電容的變化可以計算出角速度。

MEMS 傳感器的傳感電容變化量極其微小，比如典型的表面微加工的加速度計，傳感電容原始值僅為50 fF~1 pF，傳感電容極板間初始距離為1μm 左右，相應所產生的傳感電容變化量只有0.38×10-18 F。如此小的電容變化量經常會淹沒在各種噪聲中，測試電路測試精度還會受到各種寄生電容的影響，所以說設計高精度的微弱電容讀出電路是個巨大的挑戰(zhàn)。

陀螺儀的內部原理是這樣的：對固定指施加電壓，并交替改變電壓，讓一個質量塊做振蕩式來回運動，當旋轉時，會產生科里奧利加速度，此時就可以對其進行測量;這有點類似于加速度計，解碼方法大致相同，都會用到放大器。

角速率由科氏加速度測量結果決定 - 科氏加速度 = 2 × (w × 質量塊速度) - w是施加的角速率(w = 2 πf)

通過14 kHz共振結構施加的速度(周期性運動)快速耦合到加速度計框架 - 科氏加速度與諧振器具有相同的頻率和相位，因此可以抵消低速外部振動

該機械系統(tǒng)的結構與加速度計相似(微加工多晶硅)

信號調理(電壓轉換偏移)采用與加速度計類似的技術

施加變化的電壓來回移動器件，此時器件只有水平運動沒有垂直運動。如果施加旋轉，可以看到器件會上下移動，外部指將感知該運動，從而就能拾取到與旋轉相關的信號。

陀螺儀可以三個一起設計，分別對應于所謂滾動、俯仰和偏航。任何了解航空器的人都知道，俯仰是指航空器的上下方向，偏航是指左右方向，滾動是指向左或向右翻滾。要正確控制任何類型的航空器或導彈，都需要知道這三個參數，這就會用到陀螺儀。它們還常常用于汽車導航，當汽車進入隧道而失去GPS信號時，這些器件會記錄您的行蹤。

無人機在飛行作業(yè)時，獲取的無人機影像通常會攜帶配套的POS數據。從而在處理中可以更加方便的處理影像。而POS數據主要包括GPS數據和IMU數據，即傾斜攝影測量中的外方位元素：(緯度、經度、高程、航向角(Phi)、俯仰角(Omega)及翻滾角(Kappa))。

GPS數據一般用X、Y、Z表示，代表了飛機在飛行中曝光點時刻的地理位置。

飛控是由主控MCU和慣性測量模塊(IMU，Inertial Measurement Unit)組成。IMU提供飛行器在空間姿態(tài)的傳感器原始數據，一般由陀螺儀傳感器/加速度傳感器/電子羅盤提供飛行器9DOF數據。