Если требуется знать точную ориентацию, игнорируя сторонние ускорения, скорее всего потребуется фильтрация и/или применение данных с датчика угловой скорости, который часто неправильно называют гироскопом.
мне известна ориентация телефона, внутри которого находиться сам акселерометр. Если телефон держать в руки, а не как допустим на столе, но Z ось не будет перпендикулярна земле, и значения будут примерно акселерометра (0, ~5, ~7)