模拟非平稳随机过程已经成为工程中经常遇到的情况，使非平稳过程的大量模拟样本具有相同的统计特性并不容易。基于样本记录正交HHT变换的Hilbert谱提出了非平稳随机过程的模拟方法。首先，利用正交化方法对IMF分量进行处理，避免了传统EMD分解造成的能量泄漏。第二步，把样本的Hilbert谱均值作为随机过程的目标Hilbert谱，通过引入随机相位进行非平稳随机过程的仿真，并且给出了随机过程的统计特性函数。通过对低频地震动记录和高频地铁振动记录的模拟算例表明，模拟的非平稳过程样本与原记录在时频分布上非常接近，具有相同的统计特性。