Aunque puede ser de poca ayuda, el problema que me presenta es sinónimo del problema de " Cambio de soporte " que se encuentra al usar unidades de área. Aunque este trabajo solo presenta un marco para lo que usted describe como "regularizar e interpolar" utilizando un método denominado "kriging". No creo que nada de este trabajo ayude a responder su pregunta de si estimar sus valores faltantes en la serie de tal manera sesgará las estimaciones de corrección de errores, aunque si algunas de sus muestras están en intervalos de tiempo agrupados para ambas series, puede ser capaz de verificar por ti mismo. También te puede interesar la técnica de "co-kriging" de este campo,Pierre Goovaerts ).
De nuevo, no estoy seguro de cuán útil será esto. Puede ser mucho más simple usar las técnicas actuales de pronóstico de series temporales para estimar los datos que faltan. Tampoco te ayudará a decidir qué estimar.
Buena suerte, y mantenga actualizado el hilo si encuentra algún material pertinente. Me interesaría y pensaría que con la proliferación de fuentes de datos en línea esto se convertiría en un tema pertinente para al menos algunos proyectos de investigación.