В работе исследуется проблема точного определения угловой ориентации робототехнических систем различной среды базирования наземных, воздушных и подводных. Проведен детальный анализ физических причин возникновения погрешностей в MEMS-акселерометрах и гироскопах. Описан процесс разработки программноаппаратного комплекса на базе Arduino Uno и MPU-6050 для проведения сравнительного эксперимента. На основе написанного алгоритма комплементарной фильтрации показано преимущество комплексирования данных перед использованием одиночных датчиков. Статья содержит математическое обоснование выбора коэффициентов фильтрации и анализ результатов натурных испытаний.