开赴永暑礁
1987年4月20日，参加完政府间海洋学委员会第14届年会的中国代表团从巴黎返回。国家海洋局进入迎接大任务前的紧张忙碌状态。主管海洋考察的时任国家海洋局副局长陈炳鑫把科技司、海洋一所、海洋二所和南海分局的有关负责人和专家请到北京，按照国际联网海洋站的建设要求选择建站地址、调集考察船只和组建考察队。
此时，国家海洋局局长严宏谟考虑的不仅仅是技术问题，他认为在南沙永暑礁建立海洋观测站，必须有中央和国务院的统一部署。那时，南沙岛礁还有其他国家的驻军，形势比较复杂。中国在南沙即将开展的为期一个多月的考察，安全谁来保障？
严宏谟找到了时任海军司令员刘华清，并得到他的支持。刘华清建议：“由国家海洋局和海军联合行文上报，争取得到国务院和中央军委的批准。”
能获得国务院和中央军委的支持非常重要，但还需要很多时间去协调。按照海委会的决议，如果没有执行，或推迟行动，都必须向大会作出说明。这样一来，不仅国家信用受到影响，而且还有可能被国际舆论诟病，引发负面影响。为了争取时间，严宏谟带着从联合国拿回来的文件，东奔西跑，终于推到了可以执行的层面。
1987年5月，负责任务设计的陈炳鑫把南沙建站的任务明确为：迅速组织一支科学考察队赶赴南沙群岛，选取一个或多个岛礁作为支撑点，建设一个国际联网的海洋观测站。最先锁定的岛礁是位于南沙群岛中心位置的永暑礁、华阳礁和六门礁。
艰难找礁盘
1987年5月10日，国家海洋局成立南沙考察行动总指挥部，严宏谟兼任总指挥坐镇北京。他指定时任南海分局局长梁松为海上总指挥，南海分局副局长马应良为考察队长。为了保障考察活动的安全，海军南海舰队同时派出护卫舰编队进入南沙海域“战勤值班”，在距离“向阳红05”船约20海里的海域护航。空中雷达和水下声呐昼夜注视着天空、海面和水下的一切变化。
5月18日凌晨，“向阳红05”船秘密抵达目的地海域。然而，按照海图标示的位置，导航雷达以5海里和10海里为半径，连续搜索了几个小时，始终没有永暑礁的影子。
船用导航雷达反复搜索不见目标，驾驶员对海图指示的位置产生了怀疑。我国对北纬12°以南南海岛礁的勘察、测量荒废许久，以至于在绘制这一海域海图时，是以几十年前英文版的海图作参考。这类海图是为航行安全服务的，反映的只是岛礁、航道、水深、沉船坐标等数据。因此，我国对南海中南部海洋资源的掌握几乎是一片空白，一些随船的海洋专家为此忧心忡忡。
载重1.38万吨的“向阳红05”船满载吃水达7.5米，在不明深浅的岛礁区航行，如同踏入雷区，随时都有触礁的危险。有着20余年航海经历的船长王书伦站在驾驶台上，用望远镜不断地扫描海面，他怀疑雷达分辨率不够，搜索时“漏”掉了小礁石。
考察队长马应良按预定计划，带着20多个穿着救生衣的队员在甲板上待命登礁。小艇、木排和重型海洋仪器均已就位，就等着船长下达登岛命令。
搜索期间，第二船长李立新察觉到一个问题。“向阳红05”船的雷达天线距离水面有28米高，搜索半径可达40海里，但盲区也有5海里之多。他猜测，目标可能已进入了雷达视距的盲区，所谓“灯下黑”。想到这里，他立即攀爬到距海面约28米高的大桅上，试着用肉眼替代雷达扫视海面。终于，在约4海里处、船艏方位330度角，有一个小黑点在起伏的深黑色涌浪中时隐时现，永暑礁找到了，甲板上顿时欢呼声四起。
1987年5月18日上午9时，总指挥梁松下达了考察登礁的命令。载着考察队员的小舢板徐徐落到海面，两只10平方米见方的竹排，负载着钻机、地质取样管等重型海洋仪器，在小舢板的拖带下缓慢地向永暑礁驶去。
在第一天考察中，考察队通过卫星定位加雷达测量的办法，获得了永暑礁大致的地理位置和水深情况。原来，永暑礁不仅是一个干出礁，也是一个由10个礁盘组成的巨大浅水区，呈“7”字形绵延展开，宽7公里，长约20公里。队员们登上了礁盘西南端那个“千呼万唤始出来”的干出礁上，测得离海平面约为0.5米，面积约5平方米左右。
竖立“主权碑”
按计划，考察队要在这个礁盘上竖起一块考察碑，以宣示中国的主权和纪念这次重要的考察行动。于是，在第二天的考察中便增加了工程施工队。
南海分局的建筑学高级工程师程子全，曾有多次参加国家大工程项目建设的经验，指挥部指定由他负责组织实施立碑。他带着两名考察队员首先在礁石上打钻，趁低潮时浇灌混凝土。经过两天的苦战，写有“永暑礁——中国南沙科学考察队立”字样的花岗石“主权碑”昂然挺立。第二天，经精确测量，永暑礁高潮高地立碑点准确地理坐标为：东经12°53′02″，北纬9°32′25″。
6月的南沙，气候炎热。地质考察队队长、高级地质工程师林应信带着五六位考察队员在礁盘上齐腰深的海水里，用柴油机驱动钻机钻孔。他们在规划要建立永久建筑的礁盘上，密集地打了100多个孔，每一个100多米深。林应信发现，钻机伸入珊瑚礁100多米处都看不到岩石，仍是珊瑚砂。地质取样管末端的筒状石渣粒，用小铲一敲，便有许多的珊瑚砂掉了下来，从而进一步验证了林应信的说法。
海洋工程地质调查有12个考察子项，勘察深度从礁盘地面直达负100米的地层地质强度是本次地质调查的重中之重。程子全预感，在永暑礁绵延十几公里的礁盘上，未来说不定会建设机场、港口和高楼巨塔，这些建筑群的规模和高度，取决于这里的地质强度和稳定性。水文专家陈德祥根据连续7天的潮差观测，初步统计出永暑礁的潮差很小，高低潮一昼夜，只有几十厘米。这个数据，为日后在南沙建设港口码头提供了重要的数据支撑。