Исследована проблема малых выборок наблюдений в задаче спектрального анализа случайных временных рядов. Для её решения предложен теоретико-информационный подход и новый алгоритм, основанный на принципе минимума рассогласования одноимённых спектральных оценок по результатам нескольких независимых наблюдений в информационной метрике Кульбака—Лейблера. Рассмотрен пример его практической реализации и исследованы асимптотические свойства.