Для дипломатических переговоров с хунтайджи, т. е. правителем, Ойратского (Джунгарского) ханства, а также для изыскания речных путей из Сибири в Среднюю Азию в конце февраля 1722 г. Петр I направил миссию капитана артиллерии Ивана Степановича Унковского. В ее состав вошли геодезии ученик Григорий Путилов и несколько специалистов горного дела для поисков «песошного» золота, что придало посольству характер научной экспедиции. Позиция хунтайджи (русские переименовали его в «контайшу») была двойственной: он добивался помощи России в борьбе с маньчжурскими завоевателями, пытавшимися захватить его владения, но стремился не допускать русских в пределы своего государства.

11 апреля 1722 г. И. Унковский прибыл в Тобольск, на дощаниках поднялся по Иртышу до Семипалатинска и в начале октября направился на юго-юго-восток вверх по долине р. Чар (левый приток Иртыша). Здесь впервые ему пришлось ночевать «без воды и без дров» (в дальнейшем такое случалось не раз). К востоку он отметил горы Телегул (Калбинский хребет). Посольский караван в глубоком снегу с трудом перевалил горы Камадабан (хребет Тарбагатай) и переправился через р. Эмель в среднем течении. И. Унковский выяснил, что эта река западнее впадает в озеро Алак-Тугул (Алаколь). Далее к югу он двигался по горам Алтып-Имиль (скорее всего, хребты Бирликтау и Майлитау). 25 октября он прошел «между гор щелью [Джунгарские Ворота], и по обе стороны превеликие каменные горы… и во многих местах в утесе яко стена руками человеческими построена», а к юго-востоку от прохода увидел озеро (Эби-Нур), куда, как он узнал, впадает р. Боро-Тала. В начале ноября караван проследовал на юго-запад по сухой степи (западное окончание Джунгарской равнины), форсировал р. Боро-Тала и, пройдя близ озера Зютьхоль (Сайрам-Hyp), пересек горы Канзога (хребет Борохоро). После преодоления нескольких мелких речек и более крупной р. Хоргос, правого притока р. Или, И. Унковский вышел к р. Или и 20 ноября достиг резиденции хана где-то в среднем течении реки, извивавшейся по широкой котловине.

Здесь посольство провело зиму, а затем около полугода — с конца марта 1723 г. по середину сентября — кочевало вместе с ханом по долине р. Или, по южным склонам хребта Кетмень, в бассейне верхнего Чарына, левого притока р. Или. Почти два месяца (19 июля — 10 сентября) И. Унковский прожил в районе двух горных речек, впадающих в восточные глубокие заливы озера Иссык-Куль. Во время кочевки он безуспешно пытался выполнить основное задание Петра — убедить хана перейти в российское подданство. Не удалось послу получить согласие джунгарского правителя и на строительство в его владениях крепостей с русскими гарнизонами. 18 сентября И. Унковский двинулся в обратный путь, повторив в основном прежний маршрут. За Джунгарскими Воротами он прошел близ побережья озера Алаколь и в конце октября достиг Иртыша. Чрезвычайно скупые географические сведения, собранные миссией, послужили основой для составления карты большого региона (около 300 тыс. км² — приблизительно между 44–50° с.ш. и 75–85° в.д.), опирающейся на ряд астрономических определений. Авторами ее были И. Унковский и Г. Путилов. Карта дает представление о восточной оконечности Казахского мелкосопочника, широтном хребте Тарбагатай, об озерах Алаколь и Эби-Нур, Джунгарских Воротах в безымянных горах широтного простирания, о северной части Восточного Тянь-Шаня (горы Мусарт) и стекающих с него речках, принадлежащих бассейну р. Или.

На карту И. Унковский и Г. Путилов нанесли ряд очень важных расспросных сведений; два озера Балгуш (Балхаш), в восточный впадает р. Аягуз, в западный — р. Или, показанная почти на всем протяжении, включая одну из ее составляющих (Кунгес). Близ Алаколя они отметили другое озеро — Сасыкколь — и, следовательно, впервые изобразили, конечно весьма схематически, крупную Балхаш-Алакольскую котловину. Южнее р. Или они показали восточную часть озера Иссык-Куль, а далеко на юге — несколько рек Кашгарской равнины — Тарим, Яркенд (одна из его составляющих) и Керия, в прошлом его приток.

Таким образом, путевой журнал и карта давали первое, практически совершенно новое для европейских географов, достоверное представление о восточных районах Казахстана и части Западного Китая.