Экспедиции Орлова маршрутными наблюдениями большой протяженности исследовали и нанесли на карту левобережье Нижнего Амура, богатый строевым лесом район больших озер Орель, Чля и Чукчагирского, долины Амгуни, Гирина и Уды Охотской; установили, что их водораздел представляет низкий Хинганский хребет. Их работами было доказано, что Хинган, принятый по Нерчинскому трактату
1689 г., подтвержденному трактатом 1721 г., за границу между Россией и Китаем от истоков реки Уды, простирается не к северо-востоку, как ошибочно до того времени полагали и как было нанесено на ранние карты, а к юго-западу.
Экспедиции лейтенанта Бошняка обследовали долину Амгуни, амуро-амгунское междуречье, материковое побережье Татарского пролива, районы озера Кизи, залива Де-Кастри и острова Сахалин. Проведенные ими работы доказали, что Сахалин был занят русскими раньше, чем его начали посещать японцы; что остров богат каменным углем и проч. Бошняк совершил опасное путешествие из залива Де-Кастри на юг вдоль побережья Татарского пролива и открыл крупный, удобный залив, назвав его заливом императора Николая I — Императорской гаванью.
За бесстрастным перечнем проведенных Бошняком работ стояли невероятные трудности и испытания. «С наступлением зимнего пути в ноябре 1852 г. на реку Амгунь был командирован лейтенант Бошняк для ознакомления с жителями озера Самагиров, собрания сведений о торговом урочище Бурукане и реке Бурее, о путях, ведущих к этим местам с рек Амгунь и Гарин, с целью более положительного дознания о направлении Хинганского хребта. За сим мичман Раз-градский и унтерштегер Блинников были командированы вверх по реке Амур и берегам лимана с торговою целью и в видах содействия экспедиции г. Бошняка в залив Де-Кастри, командированного туда в феврале 1853 года», — писал позже Г. И. Невельской.
Молодой моряк Бошняк столкнулся с огромными непредвиденными трудностями. Амгунь — река полноводная, изобилует перекатами, а главное, многочисленными заломами — естественными плотинами из принесенных и нагроможденных водой стволов деревьев. Заломы перегораживают русло и протоки. Расщепленные стволы слагающих заломы деревьев нередко образуют длинные острые щепы — смертельно опасные острые пики, качающиеся над поверхностью воды. Быстротекущие воды реки фильтруются сквозь заломы, которые представляют большую опасность для лодки — ее может затянуть под завалы. Поэтому сплав по такой реке требует пристального внимания и быстрого выбора маршрута по основному руслу или по протокам.
Другая трудность была в плотном лесном покрове с густым подлеском из кустарников и трав. Оказались практически непроходимыми заросли кедрового стланика, покрывающие склоны гор. Его стволы довольно толстые, причудливо изогнуты; их невозможно раздвинуть руками, и приходилось буквально просачиваться через этот густой лабиринт. В зимнее время здесь все было покрыто глубоким снегом, что делало передвижение опасным. Именно в зимний период Бошняк проводил изучение долины Амгуни.
Г. И. Невельской неоднократно обращался в Петербург с просьбой немедленно занять Императорскую гавань, расположенную между корейской границей и Амурским лиманом, прислать военное судно крейсеровать в Татарском проливе.
Исследованиями экспедиций было установлено, что Манчжурия и Даурия представляют собой окраинные — западную и восточную китайские провинции, ограниченные Хинганским хребтом; что хребет служит водоразделом рек Сунгари и Уссури; что местные жители на территории между хребтом и морем ясака китайцам не платят, так как эта страна имеет неопределенное положение по отношению к Китаю.
Стало очевидным, что Россия имеет право обладать обширными территориями Приамурского и Приуссурийского краев, расположенных к востоку от Хинганского хребта согласно установленному новому его положению, как имеет право владеть Сахалином.
Выяснилось, что залив Де-Кастри представляет собой ближайший с юга удобный рейд в Татарском проливе, на побережье которого находятся удобные для стоянок судов и для создания постов закрытые бухты.
Г. И. Невельской обосновал предложение о необходимости строительства сети новых военных постов в глубине материка и особенно на его побережье: в истоках рек Гирин, Амгунь и Амур, в селениях Кизи и Хунгари, в устье Уссури, в заливе Де-Кастри и других районах, так как иностранные суда стали все чаще появляться в Татарском проливе.
Летом 1853 г. Невельской совершил путешествие на транспорте «Байкал» из Петровского на юг Татарского пролива, в Константиновской бухте — Императорской гавани основал пост Константиновский и укрепил пост в бухте Де-Кастри, назвав его Александровским. Поручив транспорту идти вдоль западного берега Сахалина и высадить Д. И. Орлова с пятью казаками для основания поста Ильинский, Невельской с одним казаком и тунгусом перевалил из Де-Кастри в озеро Кизи и оттуда на байдаре спустился к селению Котово, где создал пост Мариинский; проследовал вниз по Амуру до Николаевска и возвратился в Петровское.
Огромный объем работ, проведенных экспедицией, был совершен на мизерные средства, которые были в распоряжении Г. И. Невельского. Расходы на Амурскую экспедицию за пять лет немного превысили 64 000 руб.! Осенью 1852 г. в Николаевском посту стояло 25 человек, в Петровском —
23 человека и 16 человек были в маршрутах. Экспедиция располагала тремя трехфунтовыми пушками, двумя пудами пороха, двумя килограммами свинца и 60 кремневыми ружьями; палубным длиной в 29 футов ботиком, шестивесельным баркасом (оба построены в Петровском), пятивесельным вельботом, шлюпкой-четверкой, двумя гилякскими лодками и одной байдаркой.
Внешнеполитическая обстановка обострялась. Невельской получил от генерал-адмирала великого князя Константина Николаевича предписание, в котором сообщалось, что Северо-Американские Штаты направляют в Восточную Азию две экспедиции. Одну в составе десяти военных кораблей для установления политических и экономических отношений с Японией, другую из трех военных судов с ученой целью — для обозрения берегов Тихого океана с юга на север до Берингова пролива; в русских территориальных водах американцы должны были появиться в середине лета 1853 г.
Лейтенант Бошняк сообщил, что шкипер одного из китобойных судов рассказал ему, что американцы собираются летом прибыть в Татарский пролив, сделав бухту Де-Кастри базой своих китобойных судов.
В ту эпоху китобойный промысел был широко развит. Мировой океан бороздили сотни китобойцев различных национальностей. Из них наиболее энергичными были американские китобои (читатель помнит замечательный роман Мелвила «Моби Дик»), промышлявшие даже в Охотском море. Автор находил остатки жиротопок американских китобоев на Шантарских островах…
После прибытия российских военных кораблей в помощь экспедиции нами было занято заселенное японцами местечко Тамари и основан там пост Муравьевский. Для укрепления поста и владения Сахалином Невельской оставил майора Буссе с прибывшим из Петербурга десантным отрядом.
В сентябре 1853 г., согласно повелению из Петербурга, Невельской официально занял Сахалин.
В феврале 1854 г. Н. Н. Муравьев сообщил Г. И. Невельскому о том, что отправленная в Удский край научная экспедиция изучила северный склон «Яблонового хребта» в районе истоков реки Уды и подтвердила точными данными результаты, полученные ранее Амурской экспедицией. Государь император остался доволен всеми действиями руководимой Невельским экспедиции, особенно присоединением залива Де-Кастри, Сахалина и открытием Императорской гавани.
Весной 1854 г. по Высочайшему повелению для более прочного занятия Приамурского края было приказано отправить туда подкрепление водным путем — вниз по Амуру. С этой целью генерал-губернатор Восточной Сибири Н. Н. Муравьев в сопровождении представителя Министерства иностранных дел и других официальных лиц совершил беспримерное путешествие из города Шилка в Забайкалье вниз по Амуру до устья, открыто заявив о присоединении Приамурья к русским владениям в Азии. Этот политический акт был обставлен торжественно. В Шилке был построен и спущен на воду пароход «Аргунь» с 60-сильной паровой машиной. На нем Н. Н. Муравьев со своей свитой возглавил караван из 75 груженых баркасов и лодок с солдатами, отправленными для несения службы на далекой, еще неведомой восточной окраине России. Это путешествие получило название первого Амурского сплава, за которым последовало еще три. Главным его результатом было утверждение Российской империи на Дальнем Востоке в результате присоединения Приамурского края. Новый российский восточный рубеж был усилен: в постах Мариинском и Николаевском вместо 25–35 человек экспедиции осталось зимовать около 900 человек.
По мнению Г. И. Невельского, вслед за присоединением Приамурского края было необходимо освоить и присоединить к России Приуссурийский край — современное Приморье и побережье Японского моря, а граница между Россией и Китаем должна проходить по левому берегу Амура. С этим вначале был не согласен Н. Н. Муравьев.