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针对传统傅里叶谱估计方法不适合非平稳信号和对短信号谱分析能力弱的问题,提出一种基于边际谱的功率谱估计方法,给出了边际谱的求解过程,证明了边际谱的线性性质,并在与Fourier谱比较的基础上给出了边际谱的物理意义和频率分辨率。详细讨论了谱估计的算法和步骤,并用短信号和非平稳信号进行了仿真验证。理论与仿真结果表明：在短信号和非稳态信号情况下,基于边际谱的功率谱估计方法对数据要求更短,且其频率分辨率和估算精度都要高于傅里叶方法。