トモグラフィでは、各発・受振点間の波動伝播時間に関する実測値と計算値との残差を小さくするように繰り返し計算を行う、いわゆる反復法を採用しています。これまでの孔間トモグラフィでは、複数の孔に多数の発振点と受振点を配置し、各振源から発振された波動の直接波を利用していましたが、本手法では、ボーリング孔を削孔することなく、トンネル壁面に受振器を設置し、施工機械の振動を発振源として、地層境界等で反射して受振点に到達する反射波を解析に利用していることが特徴です。この反射波を処理・分析して前方探査結果を導き出すのです。

　従来、大規模な破砕帯が予想される場合には、先進ボーリングによるコア採取で地質状況を調査する方法が行われてきましたが、多大な費用と時間を要し、また、ボーリング作業中は切羽の掘削が長時間行えないため、工事の進捗にも大きな影響を与えていました。

　また、弾性波を利用した前方探査手法としてＴＳＰ（Tunnel Seismic Prediction）、ＨＳＰ（Horizontal Seismic Profiling）がありますが、２次元の評価に止まる上、これらの精度はあまり期待できないのが現状でした。

　次に、その波形を解析することにより、切羽前方の不連続面（破砕帯などの、岩盤物性が変化する面）からの反射波を抽出し、破砕帯や地質境界の位置・傾き、空洞の位置などを３次元的に把握することができます。

1. 施工に全く支障を及ぼさない迅速な測定
   施工機械や発破等、作業中の切羽から得られる振動を、切羽から20〜30ｍ後方の受振器で受振し、ケーブルを介して、任意の位置に設置した記録器で測定・記録するだけなので、切羽作業に全く支障を及ぼさず、迅速な測定が可能です。

2. 広い探査範囲
   地質と振動源によっては、切羽前方150ｍ程度まで探査が可能なので、掘進速度の速いＴＢＭ工法での探査にも適しています。

3. 高い精度の解析結果
   従来から「反射トモグラフィ」は、高い精度で地質構造と反射面の位置が把握できる方法と期待されていましたが、解析方法が複雑なため、研究段階のものでありました。今回、速度構造と反射面深度を同時に求める新しい解析手法を開発したことにより、実用化が可能となりました。

4. 容易な解析でビジュアルな３次元表示が可能
   本システム専用の解析プログラムを用いることで、解析・評価を短時間で容易に行うことができます。また、地質構造を３次元にて表示できるため、よりビジュアルな表現が可能で、施工への反映も効果的です。

　ＴＢＭのトンネルでは、マシンのカッタ回転により発生する振動を、後方の受振器で記録、解析し、切羽前方や周辺に出現する地質不良部の検出に成功しました。

　ＮＡＴＭ工法で施工されている、あるトンネルでは、石灰岩中の空洞の位置や地質境界の位置を精度良く把握することができました。 。