在线路建设和机车运行中，轨道将不可避免的产生高低、水平、方向、轨距等不平顺。轨道不平顺不仅对列车运行的稳定性和舒适度会产生不良影响，同时作为机车车辆／轨道系统的激励源，将引起轮轨接触的动作用力，对设备造成破坏。研究轨道不平顺，对于车辆、线路的设计，车／轨系统动力学研究以及轨道状态的科学评定都具有重要意义。 轨检车在测量轨道不平顺状态时，受诸多不确定因素影响，其运行速度难以处于恒定状态。对于受车速调制的轨道不平顺非均匀采样信号，如果应用传统的等间隔均匀采样理论来分析，必然导致分析频谱畸变。因此，必须解决采样的非均匀性与对信号作均匀谱估计之间的矛盾，才能真实的反映轨道不平顺状态。 本文结合铁道部科技研究开发计划项目“我国铁路干线轨道谱及其应用研究”，研究轨道不平顺非均匀采样信号的谱分析，主要是在以下几方面进行了系统的研究。 1、大量测试工作表明轨道不平顺是随里程变化的随机过程。本文分析了轨道不平顺的形成原因与影响因素，在不失一般性的前提下，将轨道高低、水平、方向、轨距四种不平顺视为平稳的各态历经随机过程，提出了研究对象的数学模型是平稳的各态历经随机过程的非均匀采样信号这一基本考虑。 2、国际国内对非均匀采样信号的数字谱研究始于20世纪50年代，由于非均匀采样理论研究的复杂性，目前还没有形成系统的、成熟的理论体系。本文对非均匀采样信号分析领域已经取得的成果作了系统的总结，着重阐述了傅氏分析法、时序分解法、信号重构法等引起广泛关注的非均匀采样信号分析理论的原理。研究表明，现有的这些方法均不适宜于进行轨道不平顺非均匀采样信号谱分析。 3、提出了一种通用性强、适用于广义平稳随机过程非均匀采样信号谱分析的新方法——采样间隔统计分析法。新的方法突破了传统上在进行随机信号分析时只对信号幅值的统计特征进行描述的模式，推导了采样点的随机分布对于非均匀采样信号数字谱估计的影响，引入采样间隔的概率密度函数，一一一一一一一互丝鱼蟹丝丈鱼蜜兰建立了平稳随机过程非均匀采样信号的时域、频域统计特性表达式。这对于开展非均匀采样信号分析、进行谱估计理论研究以及实践应用等方面的前景是十分广阔的。 4、新的方法作为传统理论的拓展与提升，必须能涵盖传统理论。本文应用新的方法分析了传统的等间隔均匀采样的情况以及一些典型的非均匀采样的情况，得到的结论与经典结论一致，验证了新方法是合理正确的，从而为新方法的运用奠定了基础。 5、结合铁道部科技研究开发计划项目“我国铁路干线轨道谱及其应用研究”进行了线路测试实验，应用新的方法对线路实测数据进行了轨道谱分析。通过与传统的轨道谱分析结果的比较，明确了新方法的优越性，得到了一些有意义的结论。 6、提出了解决采样的非均匀性与对信号作均匀谱估计之间矛盾的另一种方法:锁相倍频测试法，是通过改进硬件设备来解决问题的方法。