针对应用三轴陀螺仪和三轴加速度传感器的物体水平姿态角测量问题，在卡尔曼滤波算法的姿态传感器信号融合方法的基础上，提出了基于可变加权卡尔曼算法的传感器信号融合方法。该方法将陀螺仪输出的角速度误差作为时变误差处理，认为陀螺仪输出的角速度误差与其所测得的角速度及上一时刻的角速度输出误差相关，并据此建立陀螺仪测量线性方程。在此基础上，应用可变加权卡尔曼滤波算法，以加速度计输出的姿态角对陀螺仪测量的姿态角进行修正，从而可有效消除陀螺仪姿态角测量累积误差并显著提高姿态角测量的动态特性。最后分别用仿真模拟数据和STM32 构成的系统得到的真实实验数据证明，可变加权卡尔曼融合求水平姿态角要优于普通卡尔曼滤波，同时，姿态角数据通过WIFI 模块传入上位机，解决了有线传输数据的困难。