同步相量测量装置（Phasor Measurement Unit,PMU）因其同步快速的特点,在电网实时监测感知方面起着重要的作用。然而,部分现场已运行的PMU未经实验室测试,可能不满足新的标准要求,因此有必要对现场已安装的PMU进行现场测试与校准,以保证其数据质量。论文以PMU现场测试校准为研究对象,提出了现场测试高精度测试信号生成方法,研究了现场测试基准相量计算方法,研制了便携式PMU现场测试仪,最后进行了硬件测试。针对现场测试时信号发生器因硬件存在时延误差,导致输出信号精度不满足测试需求的问题,首先分析揭示了传统相关法时延估计存在误差的两个本质原因,提出了基于频域补零的时延估计方法,提高了抗干扰能力并突破了硬件采样率的限制;在得到准确时延信息的基础上,结合硬件装置同步信号输出的特点,提出了基于虚拟秒脉冲的时延补偿方法;仿真表明,所提方法在各类测试信号下,均可准确计算出信号时延。在后续实际装置中进行时延补偿,补偿后误差可达到1μs及以下,能够为现场测试提供高精度测试信号。针对现有应用于实验室测试的校准器基准相量算法,依赖信号模型,难以适用于现场复杂相量精确测量的问题,首先利用Legendre多项式的正交性特点,建立了 Legendre多项式通用拟合模型,能够用高阶拟合来表征复杂现场信号,并构建了基于Legendre多项式的正交拟合矩阵;在此基础上,通过分析对比不同拟合参数求解方法的复杂度,提出了基于Cholesky分解的基准相量计算方法,为非线性高阶拟合参数求解计算量大的问题提供了一种新的解决方法,并通过迭代运算来保证测量的精度。进一步,根据分析揭示的最优参数,实现算法的高精度测量和高效率计算。仿真测试表明,测量精度均满足标准要求10倍及以上,能够为PMU现场测试校准提供准确基准值。最后,设计了测试仪整体硬件架构;在此架构的基础上,通过软件开发了测试仪各项功能模块,包括同步信号生成模块、同步相量计算模块以及数据通信模块等,研制了便携式PMU现场测试仪。最后,进行了硬件测试,结果表明,输出信号和相量测量的精度均满足校准要求,且计算效率高,能够实时稳定运行,验证了该装置的实用性与有效性。