直流电晕放电是高压直流输电领域中常见的一种气体放电类型,其电场特性对于特高压直流输电线路电磁环境评估和运行预测具有重要意义,成为决定输电线路结构设计和工程造价的重要因素。作为正极性直流电晕放电中较为均匀稳定的一种放电形式,本文重点针对正辉光电晕放电的电场特性展开实测和仿真研究。首先,基于电场诱导二次谐波法（Electric field induced second harmonic generation,EFISH）和聚焦高斯光束模型,构建了正极性辉光电晕放电电场非介入式测量系统,时间分辨率为8 ns,空间分辨率为305μm,电场测量范围为2～100 k V/cm,测量系统光强幅值抖动小于3%;在考虑了板-板均匀场和棒-板不均匀场电场剖面之间差异的基础上,研究建立了利用EFISH测量棒-板间隙不均匀电场的校准方法,并通过与实测结果对比验证了该方法的有效性。其次,通过开展基于EFISH的正极性辉光电晕放电电场实测研究,获得了棒-板间隙中电离区和迁移区的电场实测数据,发现了电离区电场随平均电晕电流的增加而逐渐下降、且下降速率随电极端部半径的减小而加快的现象;基于实测电离区电场修正电晕离子流数值仿真模型边界条件后,较采用传统的Peek判据,计算获得的迁移区合成电场与实测值之间的最大偏差由23.9%降低至10.9%。最后,通过开展正辉光电晕电离区的发射光谱实验,获得了N2+第一负带系和N2第二正带系光谱特征,提出波长为391nm和337nm的谱线比值适用于电离区弱场强测量;通过建立空气电晕放电发射光谱计算模型,考虑了29种粒子和135个化学反应,获得了电离区电场与谱线比值间的定量关系并与均匀电场稳态放电实验结果吻合较好,验证了模型的正确性;基于实测光谱比值反演获得了正辉光电晕电离区电场值,并分析得出激发态N2+（B）和N2（C）退激发反应速率常数对电场反演精度的影响规律,为未来研发适用于特高压直流输电线路导线表面电场的测量方法提供理论支撑。