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第316大团，在第304大团9团加强下，消灭A1高地、C1高地和C2高地。
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第312大团，负责消灭505高地（法军标注D3高地）、506高地（法军标注E10高地）、508高地（法军标注E12高地），前出到楠云河畔。
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第308大团要摧毁H4高地和H5高地。
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第304大团57团在9团1个营配合下，继续紧密围困航岗之敌，防止敌人逃窜。
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第351工炮大团要在进攻战斗和打敌反扑战斗中与步兵密切配合。
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战斗将从1954年5月1日开始，持续到5月5日。
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这一阶段作战的中心任务是不惜一切代价攻克A1高地。
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经过1个月的堑壕延伸，越军既分割了法军的防御体系，也逐步囤积了足够的物资，现在是发起第三阶段进攻的时候了！
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为了打A1高地，武元甲大将在战役指挥部的作战室多次召开会议。他们找到了一名当地人了解山顶大碉堡的情况。这位居民告诉他们，这座碉堡原本就是一座行政厅，确实很坚固，但没什么特殊结构，也没有地下室。对这位居民的描述大感惊讶的武元甲把174团、102团指战员对山顶大碉堡地下掩体的描述告诉了他。这位居民听完以后，说这也许是日军在明号作战期间占领奠边府时为了防范美军空袭在行政厅下面修的防空洞，也有可能是法军把行政厅的酒窖改造成地下掩体了。
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后来武元甲才知道，法军士兵用砖头和岩石把旧的酒窖改造成了地下掩体。不过，武元甲对里面的情况不明，没法拿塔西尼防线的据点内部构造情况和A1高地山顶大碉堡地下掩体的结构进行对比。
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尽管如此，为了攻克A1高地，越军还是做了多方努力。战役指挥部参谋长黄文泰少将派出参谋干部和第174团的1名干部对A1高地周围进行缜密的侦察。结果，他们发现沿着楠云河，有一条堑壕直接连通了A1高地和A3高地——法军就是通过这条堑壕往A1高地迅速机动兵力的。为了切断这条堑壕，越军打算沿41号公路挖一条堑壕切断A1高地和A3高地之间的联系，粉碎法军的增援企图。
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174团建议，从A1高地山脚往山顶挖一条地道，直通山顶大碉堡地下掩体底下，然后把炸药埋进去实施坑道爆破。这是一项艰巨的任务。174团的工兵队预计这个工程需要14天才能完成。对174团的建议，越军战役指挥部最初还是有些犹豫的。但武元甲大将当机立断，批准了这个建议，并抽调一些得力的参谋干部和中国工兵顾问下到174团，协助他们解决坑道爆破准备过程中遇到的各种问题。可是，往A1高地山顶挖堑壕的速度却比预期要慢。由工兵干部阮富川带领的25名指战员组成的特别工兵分队每天都要冒着法军的步枪火力和在手榴弹投掷距离内开展掘进作业。A1高地的地面非常坚硬，174团工兵队长刘越尚只得专门挑选出手下力量最大的工兵展开这项作业。经过一夜的掘进，他们仅在山坡处挖深90厘米。法军发现了他们的行动，不仅朝他们开枪，还投掷手榴弹，炸伤了3名越军工兵战士。
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又花了3个晚上的掘进，越军好不容易才凿开了地道入口。当越军挖地道往山里延伸10米后，又遇到了新的困难——地道里氧气不足，火炬和煤灯没法点燃，而且每夜运出的土方都在增加。为了引开法军的注意力，越军第174团255营不断出击，保障了工兵作业的安全。不过，截至5月1日第三阶段攻势到来时，A1高地的地道掘进工作还没有完成。
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在越军各部积极准备的同时，法军也在垂死挣扎。
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5月1日凌晨02点30分，外籍兵团混成伞兵营在航岗分区的炮兵火力支援下，冒着大雨对在H5高地进行堑壕延伸的越军第308大团1个营实施反击。清晨，外籍伞兵在越军顽强的抵抗下有些啃不动了。布尔热上尉急率第2外籍兵团步兵团1营1个连支援，终于肃清了H5高地外围堑壕内的越军。5月1日08点00分，反击作战结束。外籍军团混成伞兵营营长吉罗少校向北部防区司令特拉坎德中校报告：当夜，外籍军团混成伞兵营12人战死，8人失踪，68人负伤，差不多相当于损失了1个连。
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5月1日清晨，大雨停住了。越军炮兵又开始零星炮击，在各个高地山脚，双方继续进行小规模缠斗。从H5高地，法军哨兵用双筒望远镜清楚地发现越军增援部队正不断进入阵地（包括部分榴弹炮竟然于白昼公然在板桥高地露脸），而繁忙的通讯联络也显示出了大战在即。不过，越南人民军和法军一样，他们也只能在积着半坑雨水的坑道里向前运动兵力。根据越军统计，一个营从东线运动到西线需要至少12小时，甚至24小时，远大于以前。
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此时，压制越军高射炮仍是法国远东空军的优先任务，同时也是海鸥翼型的AU-1“海盗”式战斗机在奠边府天空的第一次亮相。一周前，美国航空母舰“塞班”号将25架AU-1“海盗”式战斗机运到越南，由法国海军航空兵第14战斗机中队全数换装。不过，法国海军飞行员测试时，竟然发现这些在朝鲜战争中立下赫赫功勋的战机有24架无法起飞，最后1架也在短暂的测试飞行后被证明也不能飞。但在美法维修人员的努力下，它们恢复了战斗力。于是，它们随同海军航空兵第14中队进驻河内白梅机场。5月1日，第14中队往奠边府出击11架次。14中队并不是援军，而是取代因全面检修而停飞的第11中队（“地狱猫”全面检修）。
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奠边府战役中越军第224火箭炮营的6管102毫米火箭炮。
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伴随“海盗”式战斗机出动的依然是B-26中型轰炸机，他们向可疑的越军高射炮阵地投掷了大量凝固汽油弹和破片弹，虽然没有给367高射炮团造成什么损失，但干扰了他们的转移，使越军高射炮兵在夜间都没能完全运动到新的阵地。
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当夜，C-47和C-119向奠边府投下约百吨物资。得到补给后，奠边府守军还有3天的口粮、2天的105毫米榴弹、2小时的120毫米迫击炮弹储备量。这点炮弹量使炮兵在面对越军即将展开的第三阶段攻势时显得有些信心不足。更糟糕的是，空投下来的炮弹损坏率越来越大，炮兵不禁纳闷——这仗还怎么打？
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5月1日黄昏，越军第45炮兵团的105毫米榴弹炮群和120毫米重迫击炮群对芒清中心区和法军炮兵阵地，以及各个法军据点进行了长达3个小时的炮火准备。这次炮击的力度远超以前，不少法军回忆称这次炮击不亚于一场地震！得益于法国远东空军送来的“礼物”，越军炮兵有了三种引信——触发引信、短延迟引信以及空爆近炸引信。在D4高地，法军第4殖民地炮兵团2营5连连部由坚固的混凝土工事构筑，而越军的炮弹竟然能贯穿进来，虽然是一发哑弹，但还是让大家惶恐不安了几个小时。在越军猛烈的炮火准备下，中心区和东部高地群的守军像逃窜的老鼠到处寻找掩蔽物。大家都在祈祷炮击能快点结束，但他们也知道，一旦炮击结束，等待他们的将是什么。
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对法军来说，当前的情况十分不利。3月血战和4月相持阶段的巨大损失，使法军在越军发起第三阶段攻势时无论在哪个据点都没法保持均衡对抗。法军每个连的平均兵力下降到80人，每个高地守军最多不超过2个连，而且士气低落，厌战情绪漫延。相比之下，越军经过4月的补充，各部队齐装满员，士气高涨，再一次充满了必胜的信念。法军唯一还能倚靠的就是炮火支援。虽然瓦扬上校手里还剩19门105毫米榴弹炮和15门120毫米重迫击炮，可法军的榴弹炮手们却在D1高地的越军无后坐力炮直瞄射击下蒙受惨重的损失，而且重迫击炮弹短缺，炮兵实力受到很大的削弱。另一方面，埃尔夫特上尉的法军第1轻骑兵团3连经过2个月不间断的苦战，已经基本丧失了战斗力。在中心区奋战的7辆M24“霞飞”轻型坦克只剩1辆还能动。无论从哪个角度来看，法军要顶住越军的第三阶段攻势其可能性都是微乎其微的。
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