Những người phục vụ các đội đều gọi là quân nhân – Đội dân binh. Riêng đội Hoàng Sa đứng đầu là cai đội hay đội trưởng lại thường là kiêm cai thủ cửa biển Sa Kì cũng như kiêm quản cai cơ thủ ngự. Chức quan cai cơ thủ ngự phụ trách thu thuế, an ninh trên biển, chống hải tặc, cướp biển.
Như thế việc khai thác kinh tế biển luôn kết hợp với nghĩa vụ quân sự, chống cướp biển, bảo vệ Biển Đông. Sự kết hợp này do các chúa Nguyễn chủ trương từ lâu khi ở đất liền xây dựng loại lính đồn điền, khẩn hoang, tay cầm gươm, tay cầm cuốc đi mở cõi và cũng từ lâu các chính quyền Đại Việt có chính sách "ngụ binh ư nông”. Tháng 7 năm Quý hợi ( 1803), vua Gia Long đã cho lập lại đội Hoàng Sa.
Đại Nam Thực Lục Chính Biên, đệ nhất kỷ, quyển 12 viết: "Lấy Cai cơ Võ Văn Phú làm Thủ ngự cửa biển Sa Kỳ, sai mộ dân ngoại tịch lập làm đội Hoàng Sa”. Các quan thủ ngự các cửa biển như cửa biển Sa Kỳ kết hợp với đội Hoàng Sa vẫn giữ nhiệm vụ chống hải tặc như truớc. Trước khi lên ngôi hoàng đế 1802, Nguyễn Ánh cũng đã được anh em Đây-ô (Dayot) giúp đo đạc hải trình ở Biển Đông trong đó có vùng quần đảo Trường Sa hay Hòang Sa nói chung. Tháng giêng, năm Ất Hợi (1815), Phạm Quang Anh, thuộc đội Hoàng Sa được lệnh ra đảo Hoàng Sa xem xét đo đạc thủy trình. Phạm Quang Anh hiện được thờ tại từ đường tộc họ Phạm (Quang) tại thôn Đông, xã Lý Vĩnh, xưa là phường hay hộ An Vĩnh tại huyện đảo Lý Sơn (Cù Lao Ré).
Theo Đại Nam Thực Lục Chính Biên, đệ nhất kỷ, quyển 52, từ năm 1816 vua Gia Long đã bắt đầu cho thủy binh đi công tác Hoàng Sa cùng với đội dân binh Hoàng Sa ở Quảng Ngãi đi ra Hoàng Sa xem xét và đo đạc thủy trình. Dân phu cùng đi chính là những dân phu giỏi hải trình đi Hoàng Sa. Sở dĩ vua Gia Long bắt đầu cho thuỷ binh đi Hoàng Sa vì có các sĩ quan người Phương Tây trong thời chiến tranh với Tây Sơn rất quan tâm đến vấn đề quản lý Biển Đông.
Những người Pháp cộng tác với vua Gia Long, Minh Mạng như Che-nhô (Chaigneau), giám mục Ta-be (Taberd) đã viết rất rõ về những hành động của vua Gia Long như Che-nhô đã viết trong hồi ký "Le mémoire sur la Cochichine”". Chỉ đến năm 1816, đương kim hoàng đế đã chiếm hữu quần đảo ấy như giám mục Ta-be viết: "Chính là vào năm 1816 mà Ngài (vua Gia long) đã long trọng treo tại đó lá cờ của xứ Đàng Trong. Gút-zơ-láp (Gutzlaff) năm 1849 đã cho biết chính quyền Việt Nam thời Gia Long đã thiết lập một trại quân nhỏ để thu thuế và bảo trợ người đánh cá Việt Nam”.
Chính hoạt động lần đầu tiên của thủy quân này đã đánh dấu mốc thời gian rất quan trọng về việc tái xác lập và thực thi chủ quyền của Việt Nam trên quần đảo Hoàng Sa, nên đã khiến cho những người Phương Tây như Che-nhô hay sau này là Ta-be khẳng định vua Gia Long đã chính thức xác lập chủ quyền của mình như đã nói trên. Thực ra sự kiện năm 1816 chỉ đánh mốc là Hoàng Đế Gia Long sử dụng thủy quân thay vì chỉ có đội Hoàng Sa xem xét, đo đạc thủy trình, khai thác hải vật như trước.
Sang thời Nhà Nguyễn, nhất là từ thời Minh Mạng, thủy quân hàng năm liên tục đã thành lệ đều đặn ra Hoàng Sa, Trường Sa đi vãng thám, đo đạc thủy trình, cắm cột mốc, dựng bia chủ quyền, và các hoạt động khác trên quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa…
Thời gian đi vãng thám đo đạc ở Hoàng Sa nói chung, Trường Sa nói riêng thì bắt đầu triều Nguyễn theo lệ khởi đi vào mùa Xuân, (kể từ kinh thành Huế đến Quảng Ngãi), song cũng tùy năm sớm trễ khác nhau. Từ kinh thành Huế, thuỷ quân tới Quảng Ngãi nghỉ ngơi và chuẩn bị cũng mất một thời gian đáng kể. Như năm Minh Mạng 19 (1838) lúc đầu ấn định khởi hành hạ tuần tháng 3, nhưng vì gió Đông nổi lên liên tục kèm theo mưa lớn, tới hạ tuần tháng 4 vẫn chưa khởi hành được. Lúc đầu kế hoạch tính đo đạc giáp vòng Hoàng Sa từ hạ tuần tháng 3 đến hạ tuần tháng 6 là hoàn tất công việc. Sau dù có đi trễ, thời gian hoàn tất tháng 6 vẫn không thay đổi.
Nhiệm vụ đo đạc ở Hoàng Sa nói chung, Trường Sa nói riêng được qui định cũng rất rõ ràng có ghi trong Đại Nam Thực Lục Chính Biên đệ nhị kỷ, quyển 165 cũng như Khâm Định Đại Nam Hội Điển Sự Lệ, quyển 221 như sau:
"Không cứ đảo nào, cửa bể nào thuyền chạy đến, sẽ đo nơi ấy chiều dài, chiều ngang, bề cao, bề rộng, chu vi bao nhiêu, rà bên bờ nước bể nông hay sâu. Có cát ngầm, đá mỏm hay không, ở tình thế hiểm trở hay bình thường, xem đo tỏ tường vẽ thành đồ bản, chiếu khi khởi hành, do cửa bể nào ra bể, trông phương hướng nào mà lái đến nơi ấy, cứ theo đường thủy đã đi khấu tính ước được bao nhiêu dặm đường? Lại ở chốn ấy trông vào bờ bể đối thẳng là tỉnh hạt nào? Phương hướng nào? Ước lượng cách bờ bao nhiêu dặm đường? Ghi nói minh bạch trong hoạ đồ để về trình lên. Lại từ năm nay trở về sau, mỗi khi đến hạ tuần tháng giêng, chiếu theo lệ ấy mà làm”.
Cũng chính vua Minh Mạng ra chỉ dụ nói rõ việc làm cụ thể của từng chuyến đi. Tỷ như năm Minh Mạng thứ 17 (1836), Bộ Công tâu trình lên vua về chuyến vãng thám Hoàng Sa của thủy quân, chính đội trưởng Phạm Hữu Nhật, vua Minh Mạng phê sửa (châu cải): "Báo gấp cho Quảng Ngãi thực thụ ngay, giao cho tên ấy (Phạm Hữu Nhật) nhận biên” và rồi vua Minh Mạng lại phê (châu phê): "Thuyền nào đi đến đâu, cắm mốc tới đó để lưu dấu”. Đại Nam Nhất Thống Chí, quyển 6 đã ghi chép rằng trước năm Minh Mạng thứ 16, nhà vua sai quân lính ra dựng bia đá làm dấu đã thấy có nơi phía Tây Nam đảo có ngôi cổ miếu, không biết kiến thiết vào thời đại nào và có bia khắc bốn chữ "Vạn Lý Ba Bình”. Như thế trước thời Minh Mạng đã có việc khắc bia, dựng miếu chùa rồi.
Sang năm Minh Mạng thứ 15 (1834), vua phái người ra dựng bia chủ quyền. Đại Nam Thực Lục Chính Biên đệ nhị kỷ, quyển 165 cũng đã chép rất rõ từ năm Minh Mạng thứ 17 (1836), Bộ công tâu vua cứ hằng năm cử người ra Hoàng Sa ngoài việc đo đạc thủy trình, vẽ bản đồ và còn cắm cột mốc, dựng bia.
Các vị vua chúa Việt Nam, nhất là thời vua Minh Mạng rất quan tâm đến việc dựng chùa miếu và trồng cây tại quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa. Năm Minh Mạng thứ 16 (1835), vua đã chuẩn y lời tâu của Bộ Công cho tỉnh Quảng Ngãi cất miếu Hoàng Sa một gian theo thể chế nhà đá. Việc dựng miếu này theo Đại Nam Thực Lục Chính Biên đệ nhị kỷ, quyển 154, đã cho biết rõ năm Minh Mạng thứ 15 (1834) đã không thực hiện việc xây dựng miếu như dự kiến mà đến mãi đầu tháng 6 mùa hạ, năm Minh Mạng thứ 16 (1835), vua Minh Mạng đã cử cai đội thủy quân là Phạm Văn Nguyên đem lính và giám thành cùng phu thuyền hai tỉnh Quảng Ngãi, Bình Định chuyên chở vật liệu đến dựng miếu cách toà miếu cổ 7 trượng. Bên trái miếu, phía trước miếu xây bình phong. Mười ngày làm xong việc chớ không như các đoàn khác có nhiệm vụ lâu dài hơn.
Thường ba mặt miếu Hoàng Sa bên trái, bên phải và đằng sau đều trồng các loại cây. Theo Việt Sử Cương Giám Khảo Lược của Nguyễn Thông, thì các quân nhân đến đảo thường đem những hạt quả thủy nam mà rải ở trong và ngoài miếu, mong cho mọc cây để tìm dấu mà nhận. Như thế cây trồng ở Hoàng Sa chủ yếu trồng bằng cách gieo hạt, quả chứ không trồng theo kiểu trồng loại cây con. Đó cũng hợp lý vì mang cây con ra biển đi trên thuyền nhỏ như thế cũng khó khăn, khó bảo dưỡng được cây sống để mà trồng. Thời gian hoạt động hàng năm của thủy quân vào cuối mùa khô, kéo dài sang mùa mưa nhiều tháng trời, rất thuận lợi cho việc gieo hạt trồng cây. Ý của vua Minh Mạng sai trồng cây cũng cho rằng gần đây thuyền buôn thường bị hại, nên trồng cây cũng cốt làm dấu dễ nhận ra đảo mà tránh thuyền bị tai nạn đâm vào đảo.
Trong suốt thời chúa Nguyễn, quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa là một, luôn được quản lý hành chánh bởi Thừa Tuyên Quảng Nam dưới danh nghĩa Nhà Lê hay Quảng Nghĩa hay Ngãi lúc là phủ, khi là trấn trong thực tế tự trị của Xứ Đàng Trong, tùy theo thời kỳ lịch sử. Bởi từ khi Nguyễn Hoàng trở lại trấn thủ Thuận Quảng (năm 1600) cho tới khi chúa Nguyễn Phúc Khoát (1738-1765) xưng vương năm 1744, trên danh nghĩa chúa Nguyễn vẫn là quan trấn thủ Thừa tuyên Quảng Nam của Đại Việt, do vua Lê trị vì. Như thế mọi hành động xác lập chủ quyền của các chúa Nguyễn vẫn dưới danh nghĩa nước Đại Việt. Như thế suốt hơn hai thế kỷ, từ đầu thế kỷ XVII thời các chúa Nguyễn đến nửa đầu thế kỷ XIX thời Nhà Nguyễn, đội dân binh Hoàng Sa kiêm quản đội Bắc Hải đã làm nhiệm vụ khai thác biển, quản lý biển đảo Biển Đông.
Từ năm 1816 thuỷ quân được giao nhiệm vụ xác lập và thực thi chủ quyền theo phương cách Phương Tây, đúng theo pháp lý quốc tế thời đó.
Thời nào cũng vậy, Việt Nam luôn tuân thủ pháp lý quốc tế về xác lập và thực thi chủ quyền về biển đảo và có đầy đủ chứng cứ lịch sử từ chính sử chép cụ thể đến các văn bản nhà nước như Châu bản của Triều đình nhà Nguyễn cũng như các văn bản chính quyền địa phương như tờ lệnh, tờ tư, tờ bằng cấp như mới phát hiện ở huyện đảo Lý Sơn, tỉnh Quảng Ngãi.
Chủ quyền của Việt Nam tại hai quần đảo ấy là không có gì để tranh cãi.
Tiến sĩ sử học Nguyễn Nhã