Если бы спутники летали по круговым орбитам, то это была бы простая геометрическая задача.
Максимальная широта видимости спутника, летящего на высоте h по круговой орбите с наклонением i -
φ = i + ArcCos(R/(R+h)) ,
где R = 6378 км.
Без учета полярного сжатия, считая Землю идеальным шаром.
Но обычно орбиты эллиптические, поэтому не так все просто.