AHRS称为航姿参考系统包括多个轴向传感器，能够为飞行器提供航向，横滚和侧翻信息，这类系统用来为飞行器提供准确可靠的姿态与航行信息。

        航姿参考系统包括基于MEMS的三轴陀螺仪，加速度计和磁强计，其中航姿参考系统与惯性测量单元IMU的区别在于，航姿参考系统（AHRS）包含了嵌入式的姿态数据解算单元与航向信息，惯性测量单元（IMU）仅仅提供传感器数据，并不具有提供准确可靠的姿态数据的功能，目前常用的航姿参考系统（AHRS）内部采用的多传感器数据融合进行的航姿解算单元为卡尔曼滤波器。

        航向姿态参考系统能够提供航向、横滚和侧翻等姿态信息，机械陀螺仪及光纤陀螺仪等高精度惯性导航器件价格昂贵，难以得到推广，目前MEMS传感器在消费类电子产品中得到广泛应用，但是MEMS角速率陀螺仪存在严重的零点漂移和随机误差，在捷联惯性导航解算中会产生积分误差，难以达到应用的精度，加速度计和磁场计能分别测量出重力加速度和地磁场这两个不相关的三维矢量，可以作为平台姿态的观测矢量来校准陀螺仪，同时扩展卡尔曼滤波可以结合这几种传感器的特点，以陀螺仪测量得到的角速率作预测更新，以重力加速度和磁场观测更新，得到更高精度的姿态角信息。