时频分析作为分析时变非平稳信号的有力工具，成为现代信号处理研究的一个热点，它的优点是能同时描述信号在频率域和时间域内变化。移频轨道电路信号是一种相位连续的FSK信号，它的载频和低频信息通过傅立叶变换可以很容易的检测出来，但上下边频的高精度检测，一直是比较棘手的问题。本文主要研究了时频分析理论在FSK信号检测中的应用。研究了短时傅立叶变换、Wigner-Ville分布和瞬时频率三种常用时频分析方法的特点。根据FSK信号的产生方法和其频谱特性引出ZOOMFFT算法，对该算法进行了理论分析和计算机仿真，得出ZOOMFFT可以提高FSK信号载频和低频调制频率的检测精度。针对FSK信号上下边频的检测问题，本文详细阐述了运用瞬时频率、短时傅立叶变换和Wigner-Ville分布三种时频分析解调FSK信号的算法，通过仿真结果比较分析了这几种算法的解调性能和优缺点，得出基于SPWVD可以实现FSK信号上下边频的可靠、高精度的检测，这为研制高精度的FSK信号检测仪器奠定了理论基础。 本文还提出了基于DSP的FSK信号解调系统的部分软硬件实现方案，通过对实验结果的分析证明本文论述方法的正确性和可行性，为进一步实际中的科研工作打下了基础。