El acelerómetro sólo medirá aceleraciones, o sea, cambios de velocidad. Entre ellas está la aceleración de la gravedad, que siempre está presente. Por tanto, sí es capaz de medir posiciones de reposo en cuanto cambie su inclinación con respecto al plano del suelo, pero es incapaz de medir cambios "horizontales", como lo son el giro de la cabeza de un lado a otro.
El giroscopio funciona de otra manera, y es capaz de indicarte con precisión los grados de inclinación sobre la vertical, pero tampoco sirve para giros de la cabeza.
Por tanto, creo que para lo que tú quieres, sólo servirá la brújula.