本发明公开了一种用于计算多普勒信号频谱的方法，它依次经历下述步骤：在测速雷达系统中安装两个发射角度不同的天线以采集多普勒信号；对原始信号进行带通或低通滤波，再进行FFT变换以获得相应频谱；将两频谱进行合成并去除突变点；对信号的强度、信噪比进行评估，搜索频谱合成中最接近的频点；对交叉频点的谱线进行聚心以得到频率估计；参数平滑和计算。本发明方法能够有效地避免单个多普勒信号频谱因路基函数引起的计算误差，从而获得高精度的铁路机车相对运行速度。