Такого рода работы издавна проводились учеными различных стран. В XIX в. были проведены градусные измерения русскими и скандинавскими учеными от Дуная до Ледовитого океана. Но особенно важны подобные измерения в полярных областях, хотя именно здесь труднее всего их выполнить. Проект таких измерений на Шпицбергене был предложен в 1826 г. английским капитаном Э. Сэбином, побывавшим на архипелаге и убедившимся в возможности их осуществления. Но только спустя 30 лет по инициативе профессора Шведской Академии наук О. М. Торреля на Шпицберген была послана рекогносцировочная экспедиция, в состав которой вошли К. Хидениус и Н. К. Дунер, а позднее А. Э. Норденшельд, которые подтвердили возможность градусных измерений. Однако необходимые средства для снаряжения специальной экспедиции были изысканы лишь в самом копце XIX в. В 1891 г. П. Г. Розен представил в Шведскую Академию наук новый проект проведения градусных измерений на островах Шпицбергена. Шведская Академия наук обратилась к русским ученым с предложением организовать совместную экспедицию, которое поддержал академик О. А. Баклунд. Швеция ассигновала на проведение работ на Шпицбергене 160000 крон, Россия — 100 000 руб. Оба государства поручили своим академическим комиссиям разработку плана и программы работ. В состав русской комиссии вошли О. А. Баклунд (председатель), Ф. Б. Шмидт, А. П. Карпинский, М. А. Рыкачев, Б. Б. Голицын и Ф. Н. Чернышев. Участвовали в комиссии также начальник военно-топографического отдела главного штаба О. Э. Штубендорф, член-корреспондент А. Р. Бонсдорф, почетный член Академии наук К. И. Михайлов. Организация Шпицбергенской экспедиции стала крупнейшим академическим начинанием в дореволюционный период.
Ф. Н. Чернышев писал своему другу минералогу А. Е. Арцруни: «Как Вы знаете, у меня в голове вечно сидят всякие беспокойные планы и неугомонная мысль постоянно уносит меня куда-нибудь в дальние страны. В настоящий момент затеваю вместе с Баклундом академическую экспедицию для градусных измерений на Шпицбергене. Работы разделяются пополам со Швецией. Мы проектируем экспедицию широко и, кроме геодезических работ, хотим присоединить геологические исследования в широком масштабе» [48]. Мысль о комплексном характере исследований Ф. Н. Чернышев последовательно проводил на заседаниях комиссии.
1898 г. был для Ф. Н. Чернышева годом напряженной работы в комиссии[49]. 16 марта он совместно с представителями Шведской Академии наук А. Э. Норденшельдом, М. Г. Миттаг-Леффлером, Э. Едерином участвовал в совещании комиссии, на котором обсуждались общие вопросы организации экспедиции по градусным измерениям на Шпицбергене. Еще до этого Ф. Н. Чернышев был избран членом-корреспондентом Геологического общества в Стокгольме. В марте 1898 г. директор Геологического комитета А. П. Карпинский обращается в Горный департамент с просьбой разрешить Ф. Н. Чернышеву «осмотреть музеи Академии наук в Стокгольме и в Христиании, именно коллекции, собранные бароном Норденшельдом и академиком Натгорстом на Шпицбергене, и новейшую коллекцию барона де Гера из той же местности, а также образцы, собранные Нансеном на Земле Франца Иосифа» [50]. Ф. Н. Чернышев получает разрешение на командировку в течение трех недель и выезжает в Швецию и Норвегию 31 мая. 23 сентября он вместе с академиками О. А. Баклундом, Ф. А. Бредихиным и Б. Б. Голицыным снова выехал в Стокгольм для обсуждения совместно с членами Шведской Академии наук деталей предстоящей экспедиции на Шпицберген.
Шпицберген был выбран в качестве полигона для проведения градусных измерений в высоких широтах потому, что группа его островов растянулась по дуге меридиана более чем на четыре с четвертью градуса и на архипелаге имеются достаточно высокие вершины, на которых могут быть установлены сигналы для астрономических и геодезических наблюдений. Трудности предстоящих работ были связаны с малодоступностью многих точек архипелага, а также с его плохой изученностью и суровыми климатическими условиями. За основу был принят план шведского ученого П. Г. Розена, составленный им при участии А. Э. Норденшельда, и предполагавший измерение дуги меридиана около 4° при помощи 22 треугольников, спроектированных по вершинам архипелага вдоль проливов Гинлопен и Стурфиорд от мыса Росс на самом северном из Семи островов до горы Кейльхау на южной оконечности Шпицбергена. Работы на севере в районе Гинлопена брала на себя шведская сторона экспедиции, на юге в районе Стурфиорда — русская.