Felicitaciones. Acabas de descubrir que los ángulos de Euler no son conmutativos. Considere los siguientes escenarios.
Tienes 3 ejes, balanceo, inclinación y guiñada. Tome un sensor con el eje de referencia apuntando hacia arriba. Ahora baja 90 grados. El eje del sensor ahora es horizontal. Ahora gire horizontalmente hacia la derecha (desvío a la derecha) 90 grados. Su eje de inclinación es vertical y su ángulo de referencia apunta 90 grados a la derecha.
Ahora hazlo de nuevo, pero invierte el orden. Gira 90 grados hacia la derecha, luego baja 90 grados. El eje de referencia ahora apunta en línea recta, y el eje de inclinación es horizontal. Ves el problema.
Ahora intente un bucle cerrado.
Tienes 3 ejes, balanceo, inclinación y guiñada. Tome un sensor con el eje de referencia apuntando hacia arriba. Ahora gire verticalmente 90 grados. El eje del sensor ahora es horizontal. El ángulo de inclinación es -90. Ahora gire horizontalmente a la derecha 90 grados. El ángulo de inclinación es todavía -90. Gire el sensor 90 grados en sentido horario alrededor del eje de referencia. El ángulo de inclinación es -90. Gire la unidad 90 grados hacia la izquierda para volver a colocar el eje vertical. La orientación de la unidad se restaura a su estado original, pero el tono es de -90.
Los ángulos de Euler no son conmutativos. Es decir, a diferencia de las traducciones, el orden de las rotaciones importa. Es posible lidiar con esto, pero las matemáticas son desagradables (aunque para eso son las computadoras). Los cuaterniones son el marco más general para tratar el problema. Busque la navegación inercial.