慣性測量單元是測量物體三軸姿態角(或角速率)以及加速度的裝置。一般的，一個IMU包含了三個單軸的加速度計和三個單軸的陀螺，加速度計檢測物體在載體坐標系統獨立三軸的加速度信號，而陀螺檢測載體相對於導航坐標系的角速度信號，測量物體在三維空間中的角速度和加速度，並以此解算出物體的姿態。在導航中有著很重要的套用價值。
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測量單元
（英文：Inertial measurement unit，簡稱 IMU）是測量物體三軸姿態角(或角速率)以及加速度的裝置。
為了提高可靠性，還可以為每個軸配備更多的感測器。一般而言IMU要安裝在被測物體的重心上。
IMU大多用在需要進行運動控制的設備，如汽車和機器人上。也被用在需要用姿態進行精密位移推算的場合，如潛艇、飛機、飛彈和太空飛行器的慣性導航設備等。
背景技術
利用三軸地磁解結合三軸加速度計，受外力加速度影響很大，在運動/振動等環境中，輸出方向角誤差較大,此外地磁感測器有缺點，它的絕對參照物是地磁場的磁力線,地磁的特點是使用範圍大，但強度較低，約零點幾高斯，非常容易受到其它磁體的干擾， 如果融合了Z軸陀螺儀的瞬時角度，就可以使系統數據更加穩定。加速度測量的是重力方向，在無外力加速度的情況下，能準確輸出ROLL/PITCH兩軸姿態角度 並且此角度不會有累積誤差，在更長的時間尺度內都是準確的。但是加速度感測器測角度的缺點是加速度感測器實際上是用MEMS技術檢測慣性力造成的微小形變，而慣性力與重力本質是一樣的,所以加速度計就不會區分重力加速度與外力加速度，當系統在三維空間做變速運動時，它的輸出就不正確了。
陀螺儀輸出角速度，是瞬時量，角速度在姿態平衡上是不能直接使用， 需要角速度與時間積分計算角度，得到的角度變化量與初始角度相加，就得到目標角度，其中積分時間Dt越小，輸出角度越精確,但陀螺儀的原理決定了它的測量基準是自身，並沒有系統外的絕對參照物，加上Dt是不可能無限小,所以積分的累積誤差會隨著時間流逝迅速增加，最終導致輸出角度與實際不符，所以陀螺儀只能工作在相對較短的時間尺度內。
工作原理
慣性測量裝置IMU屬於捷聯式慣導，該系統有兩個加速度感測器與三個速度感測器（陀螺）組成，加速度計用來感受飛機相對於地垂線的加速度分量，速度感測器用來感受飛機的角度信息，該子部件主要有兩個A/D轉換器AD7716BS與64K的E/EPROM存儲器X25650構成，A/D轉換器採用IMU各感測器的模擬變數，轉換為數字信息後經過CPU計算後最後輸出飛機俯仰角度、傾斜角度與側滑角度，E/EPROM存儲器主要存儲了IMU各感測器的線性曲線圖與IMU各感測器的件號與序號，部品在剛開機時，圖像處理單元讀取E/EPROM內的線性曲線參數為後續角度計算提供初始信息。IMU的具體實物見圖。
IMU內部圖
IMU外觀圖