il "rate" è la velocità angolare, probabilmente in gradi al secondo.
l'angolo (a quanto pare anche quì in gradi visto che si azzera a 360) è l'angolo ricavato da questi valori, e dato che è ricavato piano piano tende ad auemntare l'errore.
Nel tuo caso non conviene usare un angolo da 0 a 360°, ma da -180 a +180°, in questo modo sai subito se sai sbandando a destra o a sinistra (il rate funziona già così, l'angolo no)
secondo me la cosa ideale è basarsi sul rate, è meno preciso perchè non ricorda l'errore dalla traiettoria accumulato, ma non ricoda nemmeno l'errore del sensore 
un metodo "ideale" sarebbe ottenere il vettore spostamento tra una lettura e l'altra (dato da angolo rispetto alla partenza e l'arrivo e spazio percorso tra una lettura e l'altra), sommare i vettori spostamento, e calcolare il prossimo vettore spostamento da seguire, purtoppo per via dell'accumulo dell'errore del sensore questo metodo è molto facile che sbagli, sopratutto nel lungo periodo. nel tuo caso sarebbe stato meglio un sensore magnetometro (bussola) per ricavare gli angoli, e un sesore encorder ottico (lo stesso del mouse, per intenderci, anzi alcuni usano proprio quelli) per capire lo spazio percorso. forse addirittura il sensore del mouse da solo puù funzionare.
come ben sai però non funziona bene su tutte le superfici...