Dans la gamme d'énergie à laquelle le détecteur est sensible, le front d'onde Tcherenkov d'une cascade atmosphérique initiée par une particule cosmique a la forme d'un cône dont l'axe de symétrie coïncide avec la direction de la particule primaire. Dans le repère du détecteur, où la direction d'arrivée est quelconque, on peut exprimer, pour un cône glissant à la vitesse de la lumière dans le vide , les temps théoriques auxquels le cône va atteindre les télescopes.
La procédure de reconstruction consiste à trouver les six paramètres
définissant rigoureusement le cône par minimisation de:
L' incertitude de mesure du temps est évaluée à l'aide d'une
impulsion laser couvrant tout le champ de Thémis. Elle s'exprime en fonction du
nombre de photoélectrons et de deux coefficients dépendant de chaque
télescope: