위 그림과 같이 6 개의 인공위성 궤도를 형성하고 궤도 하나당 4 개의 GPS 위성을 배치.
즉 24 개의 위성으로 전세계 어디에서든 언제나 5 ~ 8 개의 위성을 볼 수 있게 됩니다.
( 24 개 초과하는 것은 백업용으로 더 쏴놓은 것들. 인간의 눈으로 볼 수 있다는 얘기는 아님. )

위성을 볼 수 있다는 것은 위성에서 지상쪽을 감시하고 데이터를 전송할 수도 있다는 얘기겠고요.
위성 전화용 위성 시스템마냥 위성들끼리 데이터를 릴레이시키면 지구 반대편을 감시한 데이터를 실시간 수신하는 것 역시 가능하다는 얘기가 됩니다. ( 실제로 위성 전화 시스템이 그렇게 동작하니까 쓸데없는 얘기는 마시기 바랍니다. )

다만 위 GPS 궤도는 고도 2 만 km 가량이기 때문에 일반적인 정찰 위성 ( 첩보 위성 ) 보다 100 배 가량 높습니다. ( 정찰 위성은 여차하면 고도 100 km 아래로도 내려왔다가 400 km 쯤으로 다시 올라가기도 합니다. )

감시해상도가 떨어진다는 얘기죠. ( 중대형 선박 정도 덩치라야 식별 가능할 정도 ? )

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정찰 위성으로서 의미있는 고도 400 km 의 경우 대략 1 시간 반마다 지구를 선회하죠.
이 점 때문에 정찰 위성으로는 실시간 감시는 안 된다는 상식이 퍼져있는데,
마치 GPS 처럼 같은 궤도에 여러대의 정찰 위성을 배치하면 실시간 감시가 가능합니다.
( 위성끼리 데이터 릴레이가 가능하기 때문 )

정찰 위성이 수직 방향 한 곳만 촬영할 수 있는 것이 아니고요.
위성 A 가 촬영한 곳을 같은 궤도를 돌고 있는 다른 위성 B 가 또 촬영하는 식으로
계속 촬영해나갈 수 있습니다.

위성 여러대가 언제나 촬영을 하고 촬영 범위가 서로 겹치게 하면

궤도 근처 모든 범위를 24 시간 촬영할 수 있죠.

물론 현재로서는 미국조차 전세계를 실시간 감시할 정찰 위성을 쏴올릴만한 여력, 필요성이 없기도 하죠.

그러나 정찰 위성은 추진기와 대량의 연료를 싣고 있기 때문에 그 자체가 우주선이기도 합니다.
통상적으로는 하루중 6 시간 정도만 감시할 수 있다고 알려져 있지만,
정찰 위성들의 궤도를 수정해서 GPS 처럼 특정 영역을 24 시간 시야에 둘 수 있습니다.
( 연료와 추진기가 있기 때문에 가능 )

즉 실시간 감시가 안 된다는 것은 어디까지나 평상시 얘기입니다.
전쟁이 벌어지면 그 지역은 24 시간 감시가 된다고 봐야죠.
미국조차 지구상에서 두군데 이상 전쟁이 벌어지는 것을 부담스러워하는 이유 중 하나이기도 하죠.
물론 지구 전역이 전쟁 상황이라면 그만큼 정찰 위성들도 마구 쏴올리겠지만..

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미국의 GPS 가 주로 사용되고 다른 국가들도 위에 말한 것처럼 지구 전체를 대상으로 하는 GPS 시스템을 갖춘 경우가 많지만, 인도/중국/일본은 자국과 주변 지역만을 대상으로 하는 GPS 도 갖추고 있고, 이들이 사용하는 궤도는 국방 측면에서도 꽤 의미가 있습니다.

불행히도 그나마 자료 찾기 쉬운 것은 일본의 GZSS 뿐이군요.
( https://en.wikipedia.org/wiki/Quasi-Zenith_Satellite_System )
일본 따라하자는 얘기냐 식의 엉뚱한 말씀은 안 하시길 바랍니다.
어차피 우주 관점에서 보면 일본이나 한국이나 바로 옆집입니다.
일본이 어떤 용도로 어떤 위성 궤도를 쓴다 ? 한국도 비슷한 궤도를 써야만 할 가능성이 높죠.

QZSS 는 정지궤도 위성 1 개와 고도 32000 ~ 40000 km 궤도 위성 3 개로 시작하고 있습니다.
( 고도 35768 km 인 정지궤도는 적도상에만 존재하기 때문에 정지궤도 위성만으로는 GPS 구성 불가능 )

정지 궤도가 아닌 이상 지구를 선회하는데, 반대편으로 가버리면 위성 4 개가 필요한 GPS 가 동작할 수 있냐란 의문이 생기는데요

위성 궤도들이 위와 같습니다. ( 보라색은 정지궤도 위성 )
위와 같이 매우 일반적인 궤도를 움직이는 인공 위성은 추진기와 대량의 연료가 필요없습니다.
궤도와 위성의 자세를 미세 보정하기 위한 기구와 최소한의 연료(?)만 있으면 되죠.

지구를 고정시켜놓고 볼 경우 위성 궤도는 위와 같습니다. 위성 궤도 움직임과 지구 자전을 절묘하게 매치시켜놓는 것이죠. 위 궤도 그림은 일본에서 하늘을 봤을 때 위성의 움직임과도 같습니다.

보라색은 정지궤도이니 언제나 같은 위치로 보이고, 나머지 3 개의 위성은 낮이든 밤이든 언제나 일본 상공위에서 이리저리 배회하고 있는 것처럼 보이는 것이죠.

정찰 위성을 위 3 개의 위성 궤도에 배치해놓으면 일본을 24 시간 실시간 감시가 가능하다는 얘기도 됩니다.

물론 저 그림을 봐서는 지평선 쪽으로 너무 가버려서 지상 감시가 안 될거로 보이기도 합니다.

옆에서 보니까 언제나 지상에서 보일만하군요.

다만 지형지물에 의해 일시적으로나마 위성 하나둘쯤 가려져버릴 수 있고 동작불능 또는 오차의 원인이 되니까 QZSS 위성을 총 7 개까지 늘려놓을 계획인 모양이더군요.

( 7 개의 경우 완전히 독자적 GPS 시스템 완성 )

결론적으로 위성 최대 7 개면 그 중 적어도 4 개의 위성이 24 시간 실시간 감시가 가능하다는 얘기도 됩니다.
4 개의 위성이 촬영한다면 입체 영상까지 획득할 수 있고, 이미지 처리에 의해 해상도를 더 높일 수가 있고요.

물론 수만 km 에 달하는 궤도에 정찰 위성을 가져다 놓는다는 것은 비현실적이죠.

항공모함만 식별하면 된다면 모를까..

다만 특정 지역을 겨냥할 경우 필요한 위성 수가 그리 많지 않다는 의미로 보시기 바랍니다.

혹시 모르실 분들이 있을까봐 첨가. 한국의 독자 GPS 도 위성 7 개 정도 쏴서 완성할 계획이 잡혀있습니다.

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중국은 내년까지 남중국해 상공에 광학위성 6기와 초분광(hyperspectral) 위성 2기, 합성개구레이더(SAR) 위성 3기 등 모두 10기의 인공위성을 올려서 남중국해의 모든 섬과 암초, 이 지역을 지나는 선박을 24시간 실시간으로 감시한다고 알려져 있습니다.

남중국해 부근 북위 30도에서 남위 30도 범위를 잡는 것을 보면 QZSS 의 궤도와 꽤 유사한 범위일지도 모른다는 생각이 드는군요.

특히 이들 광학위성에는 남중국해 해상을 오가는 [ 중대형 ] 선박들을 감시할 수 있도록 광학 원격 센서가 장착된다는 말을 보면 위성 궤도도 군용 정찰 위성처럼 낮은 궤도가 아니라 상당히 높은 궤도가 될 것으로 보이고요. ( 일반적인 정찰 위성의 해상도라면 소형 어선은 물론이고 헤엄치는 사람도 감시 가능하거든요. )

어쨌든 중국이 이런 작업을 하는 것은 미국의 항공모함 함대를 염두에 뒀다는 것 외에는 달리 설명할 방법이 없습니다. 중국이 대함 탄도 미사일, 초음속 대함 미사일들을 만들어놓고, 제대로 가치를 지니려면 24 시간 실시간 감시가 필요할테니까요.

ps1. 이 글은 [ 중국의 정찰위성과 항공모함의 생존 ? ( http://www.gasengi.com/main/board.php?bo_table=military&wr_id=526537 ) ] 의 부록입니다.