VT100

I²C - прямой путь на грабли в посудной лавке.
Со стороны малинки/апельсинки - UART + GPIO (получается RS485).
Далее, для каждой точки измерений, - либо увязать выбранный датчик с RS485 любым микроконтроллером (начиная от ATtiny25), либо подыскать готовый датчик нужных величин с RS485 под бюджет (как пишет Сергей Сергей).

Вероятно потому, что "магический танец" позволяет не только определить север, но и вычислить поправки на девиацию.

Без указания желаемых ускорений - вопрос не полон.
Может быть - как-то так: https://eu.mouser.com/Sensors/Motion-Position-Sens...

По электронике - понадобятся "цифровая схемотехника" и "разработка устройств на микроконтроллерах". По математике и электронике - "цифровая обработка сигналов". Ну и сузить понятие "датчик", если можете. Они сильно разные бывают.

Ещё можно вот это почитать: www.autex.spb.su/litera/sensor99.php
Попозже проверю, ту ли книжку нашёл, о которой думал.