轨道不平顺是列车的重要激振源，是影响列车高速运行时舒适性和平稳性的主要因素，是线路方面制约行车速度的首因，是铁路线路管理的核心问题。检测轨道不平顺并做出科学评定，对我国铁路建设具有重要意义。美、德、日、法等国在轨道检测技术方面走在了世界前面，它们都提出了自己的检测原理和分析方法。我国在消化吸收国外技术的基础上，根据本国铁路运行状况，提出了模拟-数字级联系统的检测方法。本文正是基于这一方法作了探索性研究，并得到了较为满意的结果。本文介绍了轨道不平顺的性质、分类和意义；阐述了空间信号变换域分析的基本理论，包括连续空间变换域、离散空间变换域分析和空间采样定理三个部分；还研究了时间和空间的关系，得到了联系时间空间的基本关系式。并从理论上指明了时间变换域分析空间谱的局限性。然后，以惯性基准法为基础，详细分析了前级模拟系统的失真过程：传感器的频率转换失真和抗混叠滤波的幅度相位失真；同时，完成了基于Ls采样的空间移变数字滤波器的设计，较好的补偿了系统前级的失真。该模拟-数字级联系统方法消除了速度因子的影响，使采集的数据真实地反映轨道不平顺的波长；而且MATLAB仿真初步验证了整个方法的可行性。最后，还研究了基于Ts采样的系统的局限性。