А вообще, в подобных случая неправильно начинать с описания прибора, так как много особенностей остается за кадром и их каждый додумывает в меру своего жизненного опыта.
Внутренний голос подсказывает мне, что исходная задача может быть как-то связана с топосъёмкой пещер.
Тогда наиболее простое решение будет состоять из
- лазерного дальномера (6 т.р.)
- цифрового компаса (3 т.р.)
- смартфона на адроиде (10 т.р.)
Фиксацию данных можно делать фотоаппаратом телефона, положение в пространстве современные телефоны определяют акселерометром, хотя точность может быть недостаточной.
Вот такой вот дешевый рабочий вариант на скотче и проволоке :)